Atenuación analógica vs digital para un ADC

Si tiene un ADC de múltiples entradas y puede hacer que seleccione entre las entradas que se amplifican en diferentes cantidades, ese es generalmente el enfoque más limpio. En algunos casos, también se puede ajustar la ganancia reduciendo el voltaje de referencia a un ADC.

La efectividad de esos enfoques, en lugar de simplemente ampliar los valores leídos desde el ADC, variará significativamente en función del diseño del ADC. Algunos tipos de ADC tienen un piso de ruido que es independiente de la intensidad de la señal entrante, pero algunos tipos de convertidores, especialmente los delta-sigma, tienen un piso de ruido que varía con la amplitud de la señal. Un convertidor de 16 bits ideal tendría una SNR de aproximadamente 96dB en una señal de intensidad total, pero eso disminuiría a 48dB en una señal de -48dB. Por el contrario, un convertidor de 16 bits más económico diseñado para audio puede tener solo una SNR de 60dB en una señal de intensidad completa, pero aún así administrar una SNR de 36dB en una señal de -48dB (reducir la señal en 48dB solo reduciría la SNR en 24dB) . En dicho convertidor, la alimentación de una señal a -12dB y la multiplicación de cuatro por cuatro daría resultados que no eran tan buenos como los de una señal limpia que era 12dB más alta, pero podría degradar la SNR en mucho menos de 12dB. / p>

La forma más limpia de escalar las señales es usar una escala analógica antes del ADC. La escala digital no será tan buena, pero la cantidad de degradación dependerá del tipo de convertidor utilizado, y puede o no ser objetable.

En situaciones como esta, es mejor ver los cuantificadores (ADC, DAC) como una fuente de ruido, y su tarea es maximizar la relación señal / ruido total (SNR).

Para tu información, un ADC / DAC tiene una SNR máxima de 6.02 * b + 1.76 (donde b es el número de bits o ENOB).

Entonces, su mejor opción sería maximizar la señal en el peor cuantificador. Entonces, si tiene un ADC de 8 bits y un DAC de 10 bits, maximice la señal de entrada del ADC y reduzca la señal (y el ruido) reduciendo la señal digitalmente pero manteniendo los LSB adicionales introducidos por la reducción de ganancia.

Si tiene la libertad de elegir su ADC y DAC, yo maximizaría la señal de ADC y elegiría un DAC de mayor resolución para acomodar los bits adicionales generados por la reducción de ganancia.

Como regla general, el cambio en la SNR a medida que la señal cambia en amplitud es bastante lineal. Se puede producir una pequeña reducción adicional (1 a 2dB) para señales grandes (por ejemplo, escala 1/2) debido a DNL e INL. Por lo tanto, esto no debería ser muy relevante para que lo consideres.