bufferizzazione ADC

[venexian]

Nessuna.

Merita due parole il discorso del DSP. Quello ti serve per togliere la parte sopra il kHz campionata correttamente non per togliere l'aliasing anche se originariamente sopra tale frequenza.

Ho voluto precisare perché ho sentito anche quelli che hanno detto: 'io il filtro analogico non ce lo metto, oggi si fa tutto con il DSP, anche se tiro dentro aliasing, poi me ne libero'.

Dopo tutta questa discussione si può vedere che l'affermazione che un sistema di acquisizione dati si inizia a progettare dal filtro antialiasing ha molte ragioni d'essere.

[dimaios]

dadduni, nell'analisi del filtro antialiasing si devono fare anche delle considerazioni sul ritardo di fase e quello di gruppo.
Il primo è più rilevante per evitare distorsioni della forma d'onda soprattutto per la dispersione dei segnali impulsivi mentre il secondo è più fastidioso nel controllo real-time di un processo perché come avrai studiato il delay è uno dei peggiori nemici di un regolatore in catena chiusa.
Lo scopo dell'applicazione determina ovviamente le scelte su cosa puoi o non puoi accettare.
La sintesi dei filtri antialiasing è piuttosto complessa se vuoi catturare in digitale la maggior parte del contenuto informativo analogico.

[MarcoD]

"Supponendo il worst case di un segnale che satura appieno l'ADC (3.3V) una attenuazione di -45dB lo fa diventare di circa 33mV e sto aggiungendo 7 codici di rumore al segnale vero."
Forse non sono a conoscenza dei termini usati, ma cosa si intende per codici di rumore ?
SNR signal noise ratio ? in rapporto assoluto? in dB? riferito all'errore di quantizzazione?

[venexian]

Non avevo verificato quei numeri, ma c'è qualcosa che non torna. Attendiamo dadduni per conferma.

I codici di rumore si riferiscono a quanti LSB corrisponde l'ampiezza del segnale spurio.
Se l'ADC converte 3,3 V con 10 bit, un LSB corrisponde a
3,3 V / 2^10 = 3,2 mV.
Se il filtro attenua i segnali fuori banda di 45 dB, questi avranno un'ampiezza massima di
3,3 V / 10^(45/20) = 18 mV.
I codici di rumore saranno allora
18 mV / 3,2 mV = 6.

[venexian]

@dimaios

Suddividiamo lo spettro in tre intervalli contigui: segnale, transizione, fuoribanda, e sintetizziamo un filtro passabasso che abbia guadagno e fase costanti nella banda del segnale, attenuazione sufficiente fuoribanda, e andamento qualsiasi nell'intervallo di transizione. Se campioniamo a 2f, con f pari alla frequenza del passaggio dalla banda di transizione al fuoribanda, eliminiamo l'aliasing. Se poi applichiamo al segnale campionato un filtro passabasso con taglio alla frequenza del passaggio dalla banda di segnale a quella di transizione, eliminiamo le distorsioni di ampiezza e anche di fase, introdotte dal filtro a causa dell'andamento di guadagno e fase nella banda di transizione. Ci resta il solo segnale, indistorto e con un ritardo costante.

Per il ritardo non si può fare ovviamente nulla... E' corretto?

[MarcoD]

"passabasso che abbia guadagno e fase costanti nella banda del segnale"
E' una condizione impossibile , la cambierei in guadagno entro +/- x dB nella banda passante,
e la fase di conseguenza (curveButterworth, Chebicheff), oppure imponendo la fase (Jordan?)

Grazie per l'info " codici di rumore" , nell'esempio con adc 10 bit, 6 circa 7, vuol dire che gli ultimi tre bit dei 10 non forniscono informazione valida.

[venexian]

"passabasso che abbia guadagno e fase costanti nella banda del segnale"
E' una condizione impossibile

Quando si fanno queste affermazioni tra tecnici che sanno di cosa si sta parlando, è sottinteso si tratta di semplificazioni di linguaggio finalizzate alla fluidità del discorso. Nel caso specifico, fase costante è da intendersi a confronto con quella fortemente variabile nella zona di transizione. In un differente contesto, quale potrebbe essere la scelta di un filtro Chebyshev diretto o inverso, non si potrebbe parlare di guadagno costante in nessuna zona dello spettro.

Grazie per l'info " codici di rumore" , nell'esempio con adc 10 bit, 6 circa 7, vuol dire che gli ultimi tre bit dei 10 non forniscono informazione valida.

No, no, errato.

In questo caso, il numero di bit validi (ENOB) è dato da
log2(1024 - 6) = 9,992 bit
oppure da
10 - log2( (3,3 V - 18 mV) / 3,3 V ) = 9,992 bit

Edit: vedere correzione formule in [40]

[dadduni]

salvo tralasciare le mie imprecisioni quando ho scritto dei 10bit a 3.3V e poi ho fatto i conti con una risoluzione di 48mV
Se sbaglio di due codici vuol dire che non posso ritenere significativo l' LSB no?
Il conto che fa venexian sembra prendere in considerazione quanto errore affligge il MSB che quindi diventa un errore pesato in base al numero di bit. Quello a cui pensavo io è un errore assoluto che non dipende dal numero di bit ma sicuramente ho un'idea sbagliata di questo discorso

[venexian]

Immaginavo fosse un LSB di valore diverso, solo che facendo i conti all'indietro veniva un numero di LSB che non era una potenza di due e allora ho lasciato perdere.

Sì, quel numero si riferisce a un segnale di ampiezza massima, è un parametro di riferimento. Ovvio che più il segnale è basso e più il rapporto segnale/rumore si degrada.

[venexian]

Attenzione, colpo di mona domenicale! In [37] ho scritto una sonora c@zzata...

Ha ragione MarcoD, con il quale mi scuso, nello stimare una perdita di circa 3 bit di risoluzione.

Il calcolo corretto è

ENOB = log2( 3,3 V / 18 mV ) = 7,52 bit