Utilizzare due canali ADC per aumentare la risoluzione

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Ho bisogno di catturare la forma d'onda di un segnale a bassa ampiezza che si trova in cima a un componente a variazione lenta e di ampiezza superiore. Sto pensando di utilizzare un ADC con due canali e di alimentare uno di essi con una versione filtrata del segnale passa-basso e l'altro con una versione filtrata del segnale amplificata e passa-alto. Ciò aumenterebbe la risoluzione apparente del mio ADC. Ho sbagliato? Puoi prevedere qualche problema con questo?

Ho dimenticato di dire che devo catturare anche il componente a bassa frequenza (l'algoritmo necessita del valore medio del segnale).

La componente di frequenza "alta" va da 0,01 hertz a 10 hertz. La componente a bassa frequenza è principalmente il valore medio del segnale, ma può cambiare lentamente. Il componente che cambia più rapidamente può avere un'ampiezza 100 volte inferiore al valore medio massimo. Il microcontrollore che useremo ha un ADC a 12 bit (non posso cambiarlo), ma con molti canali.

adc

— DanW
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Le tue esigenze stanno cambiando, il che rende difficile fornire risposte valide. Indica le gamme di frequenza e le ampiezze dei due segnali e la risoluzione o il rapporto segnale rumore necessario per misurare ciascun segnale.

— Olin Lathrop,

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Realted: se si tenta di estendere un ADC a cascata in modo che il secondo misuri un intervallo di 1 bit di quello più grande, l'accuratezza del primo deve essere buona quanto l'intero risultato. ad es. ADC a 8 bit è seguito da un ADC a 8 bit che ha un intervallo di un bit dell'originale, quindi la PRECISIONE dell'ADC di ordine superiore deve essere di 16 bit, anche se la sua risoluzione è di soli 8 bit.

— Russell McMahon,

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@OlinLathrop - Le sue esigenze non cambiano, sta chiarendo la domanda in base al feedback. Questo è normale, soprattutto per un nuovo utente.

— Rocketmagnet,

Quando dici che il componente a bassa frequenza cambia "lentamente", puoi essere più specifico? 0,1 Hz verrebbero normalmente considerati "lenti", ma sarà difficile (impossibile?) Separare dal componente ad alta frequenza 0,01-10 Hz.

— The Photon,

Dal momento che ti rifiuti di collaborare, tutto ciò che resta da fare è chiudere la domanda. Ho chiesto diversi punti specifici, a cui non avete risposto tutti. La bassa frequenza essendo la "media" e cambiando "lentamente" non ci dice ancora nulla. Altri hai ignorato completamente. Devi rispondere a TUTTE le domande, non solo a cosa ti senti o cosa pensi sia rilevante. Non sei in grado di giudicare ciò che è rilevante. Questo "20 domande" è aggravante.

— Olin Lathrop,

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Questa è un'ottima idea I sensori tattili BioTac di Syntouch fanno esattamente la stessa cosa. All'interno hanno un sensore di pressione che cattura sia la parte a bassa frequenza del segnale a circa 50 sps, sia i componenti ad alta frequenza amplificati e campionati a 2000 sps. Funziona magnificamente.

Tuttavia, non so se puoi effettivamente combinare questi due segnali per creare una risoluzione più alta, ovvero più bit. Potresti essere in grado di elaborare un segnale intelligente, ma non sarebbe banale.

Un altro modo per aumentare la risoluzione ADC è il sovracampionamento . Se prendi 16 campioni a 12 bit (e supponendo che ci sia almeno un LSB di rumore), hai davvero aumentato la risoluzione effettiva.

— Rocketmagnet
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Forse potresti alimentare la forma d'onda grezza a 1 canale ADC, quindi utilizzare un DAC controllato dal tuo microcontrollore (o qualunque cosa stia eseguendo il tuo algoritmo) per sottrarre il componente a bassa frequenza, quindi amplificare il segnale residuo su un secondo canale ADC. Il DAC potrebbe persino essere un DAC delta-sigma.

Penso che questo ti darebbe risultati migliori che se usi un filtro passa alto analogico, perché la funzione di trasferimento dell'input non elaborato al secondo canale sarebbe più facilmente caratterizzata se eseguita in modo digitale, rispetto a una funzione di trasferimento sconosciuta (e potenzialmente mutevole) per analogico.

Ma è difficile dirlo senza conoscere il contenuto di frequenza + altri requisiti.

— Jason S
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Questo non ha molto senso. Dal momento che apparentemente ti preoccupi solo delle alte frequenze, perché non presentare semplicemente il segnale filtrato passa alto all'A / D? Nulla nella tua descrizione spiega perché vuoi guardare il segnale di bassa frequenza. Inserirlo in un A / D non farà nulla di utile.

Se le due frequenze sono abbastanza vicine tra loro in modo che separarle sia difficile nell'hardware, allora potrebbe mettere il segnale composito in un A / D e filtrare digitalmente. Tuttavia, l'A / D dovrebbe avere una risoluzione sufficiente per il segnale piccolo pur avendo la gamma per il segnale lento di grandi dimensioni e campionare abbastanza velocemente da rappresentare correttamente il segnale veloce. Questo potrebbe non essere possibile.

Possiamo forse suggerire qualcosa di più concreto se si forniscono dettagli sull'ampiezza e la gamma di frequenza dei due segnali e con quale risoluzione o rapporto segnale-rumore è necessario misurare il segnale veloce.

— Olin Lathrop
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Scusa, ho dimenticato di dire che devo catturare anche il componente a bassa frequenza.

— Dan

@DanW - È possibile modificare la domanda per aggiungere quel punto.

— Rocketmagnet,

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Utilizzare un paio di filtri passa-banda a guadagno fisso sintonizzati per abbinare la frequenza centrale di ciascuno dei due segnali componenti. Invia ciascun segnale separato al proprio ADC. Voila ... Lavoro fatto.

— Numero tecnico 1
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