¿Cómo se reduce el ruido usando un convertidor sigma-delta?

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Tal vez tenga sueño, pero no puedo entender cómo un convertidor sigma delta toma el ruido que está en un ancho de banda de (X) Hz y por sobre dispersión de muestreo, la misma cantidad de ruido sobre 2 ( X) Hz.

Entiendo que básicamente estamos haciendo dos etapas de filtrado.

La primera etapa es tomar la entrada y pasarla a través de un filtro analógico relajado (algo así como un Butterworth de 2 polos ??) con una frecuencia de corte baja y esto nos permite utilizar una frecuencia de muestreo súper alta.

A continuación, hacemos algunas formas de ruido funky para aumentar las altas frecuencias que ya están fuera del ancho de banda que nos interesa. Luego lo pasamos a través de un segundo filtro digital que tiene un corte muy marcado en nuestra frecuencia de esquina.

Por último, utilizamos una frecuencia de muestreo mucho más baja (2-3 veces la frecuencia de entrada) cuando reconstruimos la señal para guardar en el recuento de bits.

¿Tengo eso correcto?

Entonces, ¿por qué la densidad de ruido que está presente a 0-3 kHz utilizando una frecuencia de muestreo de Nyquist / Shannon, se extenderá por todo el espectro y se reducirá efectivamente si estamos usando un filtro más relajado y un muestreo excesivo?

No tiene sentido para mí.

    
pregunta Chef Flambe

1 respuesta

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Un modulador delta-sigma, usado tanto en ADC como en DAC, comprende un circuito de diferencia (delta) que mide el error entre la señal de entrada y la señal de realimentación, seguido por un integrador (sigma), un cuantificador (a menudo solo un comparador que produce un bit de información) y un muestreador de dominio de tiempo. La salida del muestreador se envía al circuito de diferencia a través de un cuantificador inverso adecuado (es decir, DAC de 1 bit).

El truco para comprender la configuración del ruido es considerar el cuantizador como un circuito de suma lineal que agrega una señal de "ruido de cuantificación" a la salida del integrador. Luego puede usar la superposición para evaluar por separado el efecto del circuito tanto en la señal original como en la "señal" de ruido de cuantificación.

Para la señal original, el integrador está en la ruta de avance y, como es de esperar, actúa como un filtro de paso bajo para esa señal: las frecuencias altas tienen una ganancia menor que las frecuencias bajas.

Sin embargo, para la señal de ruido de cuantización, el integrador está en la ruta de realimentación, lo que significa que, en general, el circuito funciona como un filtro de paso alto para el ruido, lo que reduce su ganancia en las frecuencias bajas (donde la señal deseada es ) y aumentándolo en las frecuencias más altas, donde será eliminado posteriormente por otro filtro.

Es esta configuración de ruido la que explica la reducción de la densidad de ruido en la banda de paso final.

    
respondido por el Dave Tweed

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