Как стать автором
Обновить

Комментарии 38

Спасибо за замечание, это большое упущение с моей стороны, сейчас добавлю.
добавил информацию
Можно ещё повышать разрядность делая многократную выборку, повышая сигнал/шум, так делал на встроенных в МК АЦП
Всё верно. Многократная выборка с последующем усреднением увеличивает SNR, т.к. SNR=Psig/Pnoise. Psig=const, Pnoise уменьшается от усреднения (при доминировании белого шума)
Хоть и не совсем релевантный пример по ссылке — выдержка из спецификации; показано, что с ростом частоты может сильно ухудшаться точность.
hsto.org/webt/ly/u_/mr/lyu_mrh-we1j5o9cp_p2cmc0k0o.png

Нечто подобное видел в недорогих параллельных ЦАП от AD, где эффективная разрядность падает в 3 раза при достижении максимальной частоты.

Кстати, простое усреднение с одинаковыми весами — это же разновидность КИХ ФНЧ, он наверняка имеет не очень хорошую АЧХ, что годится только для статичных сигналов. Но для них можно пойти дальше — примешать в сигнал тихую низкочастотную пилу с амплитудой несколько LSB и путём усреднения сильно увеличить разрядность выше той, что умеет АЦП.
А если не секрет, какие высокоскоростные АЦП вы проектировали?
В ближайшее время будет развернутый пост на тему быстродействующих АЦП в компании Миландр. Надеюсь сможем удовлетворить ваше любопытство)
Спасибо за статью.
Расскажите, пожалуйста, про аналоговую часть схемы: какие решения можно считать безошибочными, а какие — сомнительными?
Что можете посоветовать тем, кто, не имея с ними опыта, только собирается использовать АЦП?
Интересует Ваше мнение, есть ли простые(или недорогие) пути сделать приличный аналоговый тракт до полосы ~15МГц?
слишком общий вопрос, чтобы дать на него однозначный ответ. Я являюсь разработчиком АЦП, поэтому в построении радиоприемного тракта подсказать вряд ли смогу. Наверное для начала стоит определиться с параметрами вашей системы, что позволит вам выбрать АЦП (на каталогах mouser или arrow с помощью фильтров). Лучше всего заказать отладочную плату с хорошим софтом, который поможет вам «обкатать» вашу систему.
Спасибо за статью!
Хотелось бы побольше таких статей от производителя наших микросхем…
И прошу в какой либо ближайшей статьи поподробней рассказать особенности построения и применения АЦП в изделиях вашей фирмы, прежде всего в микроконтроллерах 1986ВЕ семейства, интересно посмотреть на что актуализирует внимание разработчик микросхем, особенно аналогового узла…
Спасибо за комментарий) Постараемся учесть ваши пожелания в следующих публикациях
на алиэкспрессе у АЦП самый ходовой параметр измеряется в msps я так понимаю это мега выборки в секунду? т.е частота дискретизации?
Все верно, это максимальная частота дискретизации

Хочу заметить что в зависимости от задачи стоит обратить внимание на специализированные ацп. Как пример — ацп для термопары или терморезистора имеют интегрированные датчики температуры для компенсации холодного спая(ads12xx), а некоторые и вовсе выдают уже готовые значения температуры(maxim). Датчики тока также по сути спец АЦП.

Вы правы, разновидностей АЦП большое множество, однако даже специализируемые АЦП базируются на определенной архитектуре. В настоящее время грань между архитектурами АЦП стирается, о чем можно прочитать в этой статье.
А подскажите, когда производитель пишет входную емкость АЦП, он обычно имеет в виду емкость устройства выборки и хранения или это емкость входного тракта без УВХ?
Как правильно считать в каких случаях на входе АЦП нужен усилитель/драйвер, а когда — нет?
Входная ёмкость АЦП — это некая «эффективная» ёмкость по входным пинам на «землю». Она включает в себя паразиты корпуса, входных цепей микросхемы и, конечно, ёмкость конденсаторов выборки УВХ. Чтобы ответить на вопрос, нужен ли усилитель-драйвер на входе АЦП, нужно рассчитать, достаточно ли низкое выходное сопротивление вашего источника сигнала, чтобы зарядить входную ёмкость АЦП за половину такта преобразования. Если недостаточно, нужен драйвер. Для быстродействующих АЦП 50 Ом выходного сопротивления источника как правило достаточно.
1. А для дифференциальных АЦП это тоже емкость на землю или между сигналами? А у псевдодифференциальных АЦП?
2. На входе АЦП часто ставят RC цепочку, в этом случае заряд перетекает из конденсатора на входе в УВХ. Если емкость конденсатора многократно превышает емкость входа АЦП, то не все ли равно какое выходное сопротивление источника? В этом случае ведь достаточно, чтобы емкость конденсатора была больше входной в 2^(разрядность_АЦП) раз?
3. Заряд на УВХ каждый такт выборки становится 0 или остается плюс-минус как на предыдущем такте?
Большое спасибо за ответы.
1) Производитель должен пояснить это в спеке. Как правило, для дифференциальных тоже емкость с каждого диф. пина на общую «землю» прибора.
2) Действительно, RC-цепочка на входе АЦП призвана сгладить пиковые токи, которые возникают при периодических подключениях и отключениях конденсатора выборки УВХ — когда фаза выборки сменяет фазу хранения. (Кстати, специфицированная входная ёмкость измеряется, как правило, в фазе выборки. В фазе хранения она будет другой.) Производитель рекомендует использовать определенные номиналы этой RC цепочки для своих АЦП. Может оказаться, что конденсатор в составе этой RC цепочки имеет больший или даже сильно больший номинал по сравнению с внутренней ёмкостью. В этом случае именно постоянная времени внешней цепочки будет определять скорость заряда конденсаторов УВХ. Это нужно учесть, рассчитывая необходимое выходное сопротивление источника.
3) Зависит от архитектуры и от того, делается ли сброс заряда внутри микросхемы
RC цепочка еще ограничивает полосу пропускания и снижает уровень шума на частоте выше среза, исходя из чего её обычно и считают. Резистор ведь не участвует в заряде УВХ в фазе выборки если емкость внешнего конденсатора многократно выше? Через даже небольшой резистор ток будет течь в разы меньше, чем между двумя конденсаторами подключенными параллельно? Т.е. насколько зарядится конденсатор УВХ зависит в первом приближении только от отношения емкостей внешней и УВХ, я правильно понимаю?
На картинке ток по красной стрелке в разы больше, чем по синей: image
RC цепочка может использоваться в качестве антиэлайзингового фильтра и ограничителя полосы входного сигнала. Но из-за низкого порядка такой фильтр получается неэффективный. Кроме того, слишком большое последовательное сопротивление будет давать всплески напряжения, что приведет к искажениям. Впрочем, в вашем случае речь идет о постоянном или очень медленном сигнале, поэтому ошибки будут статические. На постоянном сигнале действительно основной ток будет приходить с большого конденсатора C1, потому что он в начале фазы выборки уже предзаряжен до нужного напряжения. При меняющемся сигнале этот номер уже не пройдет: входному источнику придётся перезаряжать как этот большой С1, так и входную ёмкость АЦП. В этом случае потребуется аккуратно рассчитать необходимое выходное сопротивление источника, чтобы эта зарядка прошла за отведенное ей время (время выборки АЦП из спецификации).
В таблице сравнения архитектур неточность:
AD9267 — Это просто дельта-сигма модулятор.
Его тактовая частота дейстительно 640МГц, но реальная аналоговая полоса всего 10 МГц.
Согласен, значит в arrow странно работают фильтры. Тогда наверное сюда лучше всего подойдет ADRV9009, с используемыми в ней continuous time Σ-Δ АЦП с полосой в 200 МГц.
Такой же «фильтр» сработал у одного из моих заказчиков несколько лет назад.
Пришлось долго объяснять что к чему ;)
Я только поэтому и обратил внимание…
ага, но тут правда как-то странно. Я понимаю что из-за передискретизации можно напутать с частотой выборки и частотой модулятора. но они тут пишут 640Msps именно в частоту дискретизации, после чего указывая что с данной частотой данные подаются на выход (то есть после децимации).
Да, неудачная попытка засунуть нестандартный прибор в стандартную таблицу ;)…
Впрочем, в каком-то смысле это верно. У него нет внутреннего дециматора, так что на выходе действительно 640 MSPS x 4 bit (незамутненный выход квантизатора).
А как получить из этого 16 бит это уже головная боль пользователя.

Эх, но в любом случае ADRV9009 тут лучше для таблицы подходит

Ну вообще adrv9009 это не только и не столько АЦП, а полноценный трансивер
Внутри у него есть АЦП, который работает на ~2GSPS
И за счет децимации и фильтрации получаются такие характеристики на выходе


Есть еще один интересный параметр, о котором Вам стоило бы упомянуть — Full Power Bandwidth (Полная полоса пропускания?).
Он характеризует способность некоторых ADC работать на частотах выше Найквиста.
Для радиочастотных применений это очень важное свойство…
Да, добавлю позже про это информацию и про undersampling.
добавил информацию
Учитываются ли гармоники при расчёте SNR? Касаемо вашей продукции…
Нет, если смотреть SNR (отношение сигнал/шум). Тут скорее нужно смотреть параметр SNDR, вот он как раз учитывает и шум и дополнительные гармоники.
Если быть точнее, то при расчете SNR мы исключаем 2-8 гармоники
Было бы интересно почитать про требования к качеству/jitter задающего генератора для быстрых / высокоразрядных ЦАП/АЦП, и как эти требования растут до неприличных значений для быстрых 16-бит преобразователей, и как эти значения могут быть достигнуты… Страшно представить, что должны быть за генераторы у 1GSPS 16-бит преобразователей )
Как только у нас появился этот монстр R&S SMA100B все стало намного лучше в плане измерений и исследований.
Зарегистрируйтесь на Хабре , чтобы оставить комментарий