Use dos canales ADC para aumentar la resolución

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Necesito capturar la forma de onda de una señal de baja amplitud que se encuentra sobre un componente de amplitud más alta que varía lentamente. Estoy pensando en utilizar un ADC con dos canales, y alimentar a uno de ellos con una versión filtrada de paso bajo de la señal y al otro con una versión filtrada de paso alto de la señal amplificada. Eso aumentaría la resolución aparente de mi ADC. ¿Me equivoco? ¿Puedes prever algún problema con esto?

Olvidé decir que también tengo que capturar el componente de baja frecuencia (el algoritmo necesita el valor promedio de la señal).

El componente de frecuencia "alta" va de 0.01 hertzios a 10 hertzios. El componente de baja frecuencia es principalmente el valor promedio de la señal, pero puede cambiar lentamente. El componente de cambio más rápido puede tener una amplitud 100 veces más pequeña que el valor promedio máximo. El microcontrolador que usaremos tiene un ADC de 12 bits (no puedo cambiar eso), pero con muchos canales.

    
pregunta DanW

4 respuestas

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Esta es una muy buena idea. Los sensores táctiles BioTac de Syntouch hacen exactamente lo mismo. Tienen un sensor de presión en su interior que captura tanto la parte de baja frecuencia de la señal a aproximadamente 50 sps, como los componentes de alta frecuencia amplificados y muestreados a 2000 sps. Esto funciona muy bien.

Sin embargo, no sé si realmente puedes combinar estas dos señales para crear una resolución más alta, I.E. Más bits. Es posible que con un procesamiento de señales inteligente, pero no sería trivial.

Otra forma de aumentar la resolución ADC es sobremuestreo . Si toma 16 muestras de 12 bits (y suponiendo que hay al menos un LSB de ruido), entonces realmente ha aumentado la resolución efectiva.

    
respondido por el Rocketmagnet
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Tal vez podría alimentar la forma de onda sin procesar a 1 canal ADC, luego usar un DAC controlado por su microcontrolador (o lo que sea que esté ejecutando su algoritmo) para restar el componente de baja frecuencia, luego amplificar la señal residual a un segundo ADC canal. El DAC podría incluso ser un DAC delta-sigma.

Creo que esto le daría mejores resultados que si usara un filtro de paso alto analógico, porque la función de transferencia de la entrada sin procesar al segundo canal se caracterizaría más fácilmente si se hace digitalmente, en lugar de un desconocido (y potencialmente cambiante) Función de transferencia para analógico.

Pero es difícil decirlo sin saber el contenido de frecuencia + otros requisitos.

    
respondido por el Jason S
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Esto no tiene mucho sentido. Ya que aparentemente solo se preocupa por las altas frecuencias, ¿por qué no simplemente presentar la señal filtrada de paso alto al A / D? Nada en su descripción explica por qué quiere ver la señal de baja frecuencia. Incluir eso en un A / D no va a hacer nada útil.

Si las dos frecuencias están lo suficientemente cerca para que separarlas sea difícil en el hardware, entonces podría colocar la señal de compsite en un A / D y filtrar digitalmente. Sin embargo, el A / D tendría que tener una resolución suficiente para la señal pequeña mientras que el rango para la señal lenta grande y la muestra lo suficientemente rápido como para representar adecuadamente la señal rápida. Esto puede no ser posible.

Tal vez podamos sugerir algo más concreto si nos da detalles sobre la amplitud y el rango de frecuencia de las dos señales, y con qué resolución o relación señal a ruido necesita para medir la señal rápida.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Use un par de filtros de paso de banda de ganancia fija sintonizados para coincidir con la frecuencia central de cada una de las dos señales componentes. Alimentar cada señal separada a su propio ADC. Voila ... Trabajo hecho.

    
respondido por el Engineer number 1

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