Precisión de ADC

Mientras estudiaba para mi examen, vi esta pregunta en la que me dio un montón de ADC preguntándome cuál funcionaría y cuál no. Me dio la precisión mínima requerida para el ADC y realmente no sé qué hacer con para convertirlo en un valor que pueda compararlo con otra cosa

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El número de bits le ayudará a obtener la resolución del adc. La frecuencia de muestreo también será un gran problema para dos de ellos (solo muestreando aproximadamente dos veces durante la forma de onda de entrada...)
Supongo que el ADC está destinado a ser bipolar, en cuyo caso piensa en cuántos bits de señal obtendrás.
Lo entiendo, el problema es con la precisión. Literalmente no sé qué hacer con ella @ChadG
La precisión es difícil de responder sin el conocimiento de las características particulares del ADC (p. ej., no linealidad, fluctuación). ¿Su instructor espera que usted infiera esto a partir del tipo de ADC? ¿Quizás han arrojado algunas figuras típicas en una diapositiva en alguna parte? Eso sería un error por parte de su instructor: correctamente diseñadas, todas esas arquitecturas pueden lograr una precisión superior al 4%, pero he visto cosas peores en la educación superior.
@PeterK "¿Su instructor espera que infiera esto del tipo de ADC?" Creo que eso es lo que esperaba. ¿Puede dedicar algo de tiempo a explicar cuáles son las variables que necesito para calcular el% de precisión de un adc?
Esta pregunta ya es extraña porque la amplitud aparece como 10 V (que normalmente interpretaría como 10 V pico) cuando el gráfico muestra claramente que es 11 Vpp.
Cuando la precisión y la resolución se dan en %, asumo que la corrección de ganancia es opcional, lo que no afecta el % de error

Respuestas (3)

Para la resolución y la precisión definidas por %x, la Vref no importa, ya que la señal se puede escalar desde +/-10 V para que coincida con Vref para bipolar y Vref/2 para monopolar.

La tasa de muestreo debe ser > 2x fmax. Esto descarta (1), (2) junto a (3), 4) a 1kHz

Para tasa de muestreo fs= 1kHz y fmax-478Hz fmax/fs = 0.478

  • la atenuación a 478 Hz debe ser <4% = -28dB
  • o >0.96 de respuesta plana o error de 0.35dB en la banda de paso
  • y la banda de parada a 1/2 de fs debe ser > -28dB para una precisión del 4 % Dado que 500 Hz/478 = 1,046, la banda de parada es > -28 dB a 500 Hz con < -0,35 dB a 478 Hz, que es posible un filtro de décimo orden.

Sin embargo, la resolución necesaria es 1% o 100:1 y 7 bits tienen un error de cuantificación de 1/128, lo que hace que sea aún más difícil diseñar un filtro de pared de ladrillos que no tenga un retraso de grupo a 0,96 del punto de interrupción f-3dB, a menos que tenga más resolución.

Eso descarta (4) como práctica

Pero con una resolución adicional, de 9 bits, se permite la precisión del filtro con un LPF de orden N para rechazar el ruido de alias que afecta la precisión.

Este llamado filtro de Nyquist puede tener un filtro de Bessel para un retardo de grupo máximo o una respuesta de fase lineal para decir -12dB para que las señales en fmax no se distorsionen por fase. Para rechazar el alias por debajo de x%, el orden de filtro N debe ser tal que en N*-3dB por media octava.

  • Una octava es 2f o 20log2=6dB/oct por orden
  • Y esto es 500/478 Hz = 1.046 f es 4.6% de una octava lo que implica algo del orden de 1/0.046 = un estadio de béisbol de filtro de orden 20 o mejor con métodos FIR.

Esto hace que (3) sea la única solución posible pero no fácil.

Pensé que no podrías usar un filtro FIR para el anti-aliasing ya que ellos mismos muestrean discretamente su entrada y, por lo tanto, pueden sufrir el aliasing.
Creo, pero no lo he hecho, es posible con sobremuestreo, quizás no aquí

El muestreo a menos del doble de la frecuencia más alta causará alias, por lo que se pueden descartar 1 y 2. La señal tiene una amplitud máxima de 10 voltios y esto significa que el ADC restante que debería funcionar con éxito es el elemento 4 porque tiene un Vref de 10 voltios.

Dicho esto, me he encontrado con ADC cuyo rango máximo es el doble del voltaje de referencia del ADC.

Además, debido a que la señal de entrada cae por debajo de 0 voltios, debe asumir que el ADC puede manejar entradas de señal completamente bipolares.

La pregunta es "Me ha dado la precisión mínima requerida para el ADC y realmente no sé qué hacer con ella".
@pipe Sí, y como señalé anteriormente, creo que este es un caso en el que el profesor tiene una suposición implícita, probablemente obsoleta (quizás compartida en una diapositiva) sobre la precisión de varias arquitecturas ADC.
@pipe bien, el único que puede cumplir con la precisión es el elemento 4 como está implícito en mi respuesta (porque puede manejar el pico de 10 voltios).
Sí. Los que manejan más que la referencia suelen ser de tipo rampa, por lo que tal vez a OP le falte información vital.
Sin mencionar la existencia implícita (pero no declarada) de un muy buen filtro de pared.

Quiero agregar algo de información según mi experiencia.

Como necesita la resolución mínima del 1%, que solo se puede lograr utilizando la primera opción con 10 bits. Ahora, según los criterios de nyquist para evitar el alias de la señal muestreada, su frecuencia de muestreo es menor que el doble de la frecuencia de la señal.

Por lo tanto, le sugiero que use la cuarta opción, que es SAR ADC, mediante la cual puede lograr la frecuencia de muestreo requerida. Pero como la cuarta opción tiene un bit más bajo, es decir, 7 bits, lo que le permite obtener una resolución del 7,8%. Ahora, para lograr la resolución más alta, necesita hacer el sobremuestreo y el promedio.

Lo que significa que debe tomar más muestras en el mismo punto y luego promediarlas.

10 bits es 1024, es decir, 0,1%. Todos ellos son capaces de 1%
Creo que te refieres al 0,78%, no al 7,8%
Precisión de ADC
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