Disminución de la referencia ADC frente a la señal de amplificación

Tengo un sensor conectado a ADC pero el rango que obtengo no es suficiente, por lo que ahora hay 2 opciones, aumentar la señal o reducir la ganancia de ADC. Pero como lo escuché, reducir la ganancia de ADC causará una salida más ruidosa, pero entonces, ¿no puedo argumentar que aplicar ganancia a la señal de entrada también aumentará el ruido? ¿Hay más aspectos que estos que causarán ruido si reduzco ADC Vref en comparación con la ganancia de señal?

¿Por qué el rango no es suficiente? ¿Cuál es el problema?
@Andyaka Quiero decir que el nivel de la señal es muy bajo, por lo que no obtengo los recuentos deseados.
Lo pregunto porque promediar una cantidad de muestras puede brindarle la resolución deseada que necesita. No ha dicho que el problema sea de resolución o precisión y, por supuesto, la precisión también se puede mejorar si el ruido afecta la precisión.

Respuestas (2)

Si reduce el ADC Vref, reducirá el tamaño del voltaje de paso de cada bit que lea. En algún momento, el tamaño del voltaje del bit está cerca del nivel de ruido del circuito existente. Luego, debe agregar mucho filtrado si desea una lectura constante de ADC. Es posible que no pueda reducir el ruido en el circuito existente.

Por otro lado, si crea un nuevo circuito amplificador y aumenta el nivel de la señal de entrada, es posible que pueda mantener bajo el ruido del circuito amplificador y mantener el nivel de voltaje de 1 bit muy por encima del ruido (también usando un Vref más alto).

Tenga en cuenta que el ruido que se compara aquí es el ruido del circuito existente, no el ruido mezclado con la señal que se va a medir. Incluso el voltaje Vref tendrá un pequeño ruido.

Debe tener en cuenta dos fuentes principales de ruido:

  1. Ruido de transición del código ADC: este es el ruido del ADC que hace que el ADC emita varios códigos para un voltaje de entrada constante. No cambia (en voltios) a medida que se reduce la referencia, por lo que el ruido de transición del código (en LSB) aumenta a medida que se cae la referencia.

  2. Ruido del amplificador de entrada: Este es un voltaje constante referido a la entrada del amplificador. Entonces aumenta proporcionalmente con la Ganancia. Se puede reducir mediante filtrado analógico.

Sin embargo, en general, reducir la referencia del ADC también aumenta el ruido total en la salida, incluido el ruido del amplificador, mientras que aumentar la ganancia del amplificador solo aumenta su propio ruido, como se muestra a continuación (donde 'n' es la potencia del ruido).

Un ADC de bajo ruido tendrá un ENOB (número efectivo de bits) cercano a su resolución, por ejemplo, ADC de 12 bits, ENOB de 11,5 bits (71 dB SNR).

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