Compensaciones entre el rango de anuncios y el diseño de ganancia del amplificador

Navega tus respuestas
1

Editado el 15 de agosto

Tradoffs entre el rango ADC y la ganancia del amplificador

Si quiero medir una señal muy pequeña con ADCs de 16 bits, digamos 10kHz ondas sinusoidales con una amplitud que va de 0 a 1uV, primero tengo que amplificar la señal pequeña. La señal debe amplificarse con un valor pico a pico igual al rango de ADC. Luego, la señal se desplazará hacia arriba la mitad del rango del ADC mediante un controlador ADC (con cambio de nivel).

Mi pregunta es: ¿Cuáles son las ventajas y desventajas entre la selección de ganancia del amplificador y el rango adc?

¿Debo usar un ADC de rango de 2.5V (16 bits) con un amplificador de ganancia de 1,250,000, para que el valor pico a pico de la onda sinusoidal más grande (1uV) se amplifique a 2.5V?

¿O debería usar un ADC de rango de 5 V (16 bits) con un amplificador de ganancia de 2,500,000, de modo que el valor pico a pico de la onda sinusoidal más grande (1 uV) se amplifique a 5 V?

¿Qué aspectos deberían preocuparse en la decisión?

¿Cómo elegir el número de bits ADC?

También una pregunta, ¿cómo debo decidir la cantidad de bits que usar? Los ruidos son bastante grandes, pero voy a utilizar técnicas de procesamiento de señales, que pueden reducir mucho los ruidos. Significa que más bits aún deberían ser útiles. (Gracias a Gbulmer, me hizo darme cuenta de que realmente no pensé en esta pregunta ...)

    
pregunta richieqianle

2 respuestas

1

Tendrá la suerte de encontrar un ADC de 16 bits donde puede tener un Vref (rango de entrada) más bajo y obtener un mejor rendimiento en comparación con quedarse con un rango de entrada más alto y elegir un mejor amplificador de entrada.

Por ejemplo, el AD7687 tiene una relación señal / ruido especificada de típicamente 95.5dB con un voltaje de referencia de 5V - si la referencia de 5V se reduce a 2.5V, la SNR típica cae a 92.5dB, es decir, empeora 3dB .

El AD7685 tiene una historia similar, al igual que el AD7988-5 y demás ...

Mi consejo es encontrar el mejor ADC que puedas pagar y utilizarlo con Vref configurado al mejor valor posible para maximizar el rendimiento (generalmente el máximo valor permitido); luego, diseña tu amplificador frontal para ofrecer el mejor rendimiento (generalmente por Compensación del consumo de corriente para reducir el ruido.

Frecuencia de muestreo: esto afecta el ruido de cuantificación percibido, por ejemplo, si muestrea a 30 kHz, todo el ruido q relevante estará contenido en ese ancho de banda y, por lo tanto, si muestrea a 100 kHz, el ruido se propagará a ancho de banda más amplio, lo que significa que puede usar la ganancia del proceso para reducir el ruido en su señal digitalizada de 10 kHz: promedie varias muestras y elimine el valor del software. La ganancia de proceso es la misma si se convierte a filtros analógicos y utilizados después del DAC: cuanto más rápida sea la tasa de muestreo, más ruido podrá eliminar al filtrar.

    
respondido por el Andy aka
1

Creo que ... cuanto más amplifiques una señal, mayor es la distorsión y el ruido extraño que probablemente introducirás. Usaría el ADC de rango más bajo que pudiera reunir razonablemente, así que podría usar el amplificador de ganancia más baja para emparejarlo.

Menos ruido introducido significa menos ruido para eliminar más tarde.

Use el ADC de mayor resolución cuando esté preparado para manejar los bits, si solo está preparado para manejar 12 bits, solo use un ADC de 12 bits. Nada se gana tirando trozos. Algunos ADC de resolución más alta también requieren más tiempo de muestreo que sus primos equivalentes de menor número de bits, por lo que si está molesto por el tiempo de muestreo (necesita muestrear a menudo), un ADC de resolución más baja puede serle de utilidad, incluso si pierdes los bits menos significativos.

    
respondido por el TDHofstetter

Lea otras preguntas en las etiquetas

problema de emisor común debida diligencia EMI