Qual è lo scopo del tempo di campionamento ADC?

Sto cercando di capire l'uso del tempo di campionamento ADC?

L'ADC I ha un tempo di campionamento programmabile di 100nsec / 500nsec e 1uSec. Qual è il caso d'uso principale di tempi di campionamento più lunghi, perché non dovresti usare 100nsec per ogni segnale?

[Sento anche che a volte il tempo di campionamento viene chiamato con nomi alternativi. Sono interessato al campionamento dei circuiti e al tempo di attesa appena prima della conversione]

Domanda aggiuntiva: cosa succede se il segnale cambia in ampiezza durante il tempo di campionamento? Se sta cadendo o aumentando? L'ADC occuperebbe l'ultima posizione del segnale o produrrà una sorta di media? In media, qual è la base per questo, come funziona?

Caratteristiche ADC:

Condensatore: min 4pF, max: tbd

resistenza interruttore: 1,5 K min, 6 k max

tempo di campionamento: 100nsec, 500nsec (ci sono opzioni più lunghe ma irrilevanti)

Molti circuiti di ingresso ADC collegheranno un condensatore con uno stato di carica imprevedibile all'ingresso che stanno per campionare. Se l'ingresso è una sorgente di impedenza molto bassa e non "si sposta", ciò non costituisce un problema; tale capacità corrisponderà rapidamente alla tensione sull'ingresso. Se l'ingresso è una sorgente a impedenza moderata ma ha una capacità molto bassa, il collegamento di tale capacità può disturbare la tensione sull'ingresso, ma la tensione sull'ingresso ritornerà relativamente rapidamente al valore corretto. Se l'ingresso è una sorgente ad alta o moderata impedenza e ha un'enorme quantità di capacità propria (ad esempio per un ADC a 12 bit, supera la capacità di campionamento dell'ADC di un fattore di alcune migliaia), e se le letture non vengono prese troppo frequentemente, il grande condensatore può essere considerato una sorgente a bassa impedenza che non "

Se l'ADC attende abbastanza a lungo tra il collegamento della capacità di ingresso e la lettura, qualsiasi disturbo causato dalla commutazione della capacità di ingresso probabilmente si risolverà. D'altra parte, ci sono alcune situazioni in cui tale tempo di assestamento non è necessario ma sono letture rapide. Rendere programmabile il tempo di acquisizione consente di accomodare entrambi i tipi di situazioni.

Presumo che tu stia parlando di un ADC che ha un condensatore di campionamento (ad es. ADC ad approssimazione successiva, che è il tipo più comune).

Se stai parlando di un ADC con un multiplexer incorporato, il tempo di campionamento è molto importante, perché consente alla tensione sul condensatore di campionamento dell'ADC di stabilizzarsi dopo il passaggio dal canale precedente. (Maggiori informazioni su questo problema in un post di blog che ho scritto .)

Se stai parlando di un ADC con un singolo canale, il tempo di campionamento è ancora importante, anche se campiona solo un segnale, perché la tensione sul condensatore di campionamento dell'ADC deve raggiungere quel segnale quando è ricollegato all'ingresso e caricato dalla sua tensione precedente alla nuova tensione. Se si dispone di un segnale di ingresso a larghezza di banda ridotta, questo non è un grosso problema, ma se si dispone di un segnale di ingresso a variazione relativamente rapida, è necessario assicurarsi che il condensatore di campionamento lo raggiunga, consentendo un tempo di campionamento sufficiente.

Un esempio più dettagliato per ADC a segnale singolo:

Confronta le tue frequenze del segnale con la frequenza di campionamento. Diciamo che sono onde sinusoidali a 10kHz tramite frequenza di campionamento di 100kHz. Questo è uno sfasamento di 36 gradi tra i campioni. Il caso peggiore è quando il segnale passa attraverso lo zero (proprio come la lunghezza del giorno cambia più velocemente agli equinozi piuttosto che al solstizio); sin (+18 gradi) - sin (-18 gradi) = 0.618. Pertanto, se si dispone di un'onda sinusoidale di ampiezza di 1 V (ad es. Da -1 V a + 1 V o da 0 a 2 V se offset), la differenza tra i campioni potrebbe essere elevata a 0,618 V.

C'è una resistenza diversa da zero tra il pin di ingresso e il condensatore di campionamento ADC - come minimo, è la resistenza dell'interruttore di campionamento, ma può anche includere una resistenza esterna, se presente; ecco perché dovresti quasi sempre posizionare almeno un condensatore di memoria locale all'ingresso di qualsiasi ADC di campionamento. Calcola la costante di tempo RC e confronta con il tempo di campionamento per osservare il decadimento della tensione transitoria dopo aver ricollegato il condensatore di campionamento alla tensione di ingresso. Supponiamo che il tempo di campionamento sia di 500nsec e la costante di tempo RC in questione sia 125nsec, ovvero il tempo di campionamento sia di 4 costanti di tempo. 0,618 V * e ^ (- T / tau) = 0,618 V * e ^ (- 4) = 11 mV -> la tensione del condensatore di campionamento ADC è ancora 11 mV fuori dal suo valore finale. In questo caso direi che il tempo di campionamento è troppo breve. In generale devi guardare il conteggio dei bit ADC e attendere qualcosa come 8 o 10 o 12 costanti di tempo. Si desidera che qualsiasi tensione transitoria diminuisca fino a meno di 1/2 LSB dell'ADC.

Spero possa aiutare....