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微控制器输出数据速率的动态范围

发布时间:2020/11/15 18:40:15 访问次数:1037

缓冲区中有所需数量的样本(此例中M = 8),随后的转换周期就会提供过采样结果。输出数据速率(ODR)会更快,哪怕M(样本数)增加。滚动平均过采样技术在需要高ODR和高性能的应用中很有用。

利用过采样,ADC可以实现更高的动态范围。过采样的工作原理是假设噪声源不相关且均值为零,这是因为样本将白噪声视为频谱中均匀分布的噪声,或者将以相邻代码为中心的高斯噪声分布视为可通过平均来降低的信号。

使用AD7380所生成的快速傅立叶变换(FFT)曲线示例,分两种情况:无过采样和应用滚动平均过采样,OSR = 8。

本底噪声有显著改善,这与SNR的增加是一致的。在使能正常平均过采样和滚动平均过采样的情况下,SNR分别提高到96 dB和95 dB。


高编码器精度的电机以较低速度运行时,即电机开始减速,然后到达目标位置的情况。使用AD7380的片内过采样技术可对正弦和余弦信号进行数字滤波,从而实现高动态范围。增强的正弦和余弦转换导致角位置精度更高,这在很多应用中是必需的,例如将微型元器件安装到印刷电路板(PCB)的取放机器,或工业机械中用于运输和移动载荷到特定位置的机械臂。

AD7380系列也可以通过过采样有效提高分辨率,从而扩展可实现的SNR。要使能片内提升分辨率特性,须写入CONFIGRATION1寄存器的RES位(位2)。

要了解过采样如何提高SNR,请使用前面的公式计算17位ADC的SNR。结果是SNR为104.1 dB。

将此值代入SNR公式可得出将分辨率提高1位所需的过采样系数k。


SAR ADC通常转换单个时刻,以提供与特定时刻有关的数字答案。过采样的使用随着更快速SAR转换器的出现而增加,目的是提高关键目标带宽的分辨率。使用过采样技术的SAR ADC中,该技术常常是通过微控制器或现场可编程门阵列(FPGA)上的后处理执行的。在其SAR ADC系列中内置了过采样特性。这种过采样特性能够提高噪声性能,简化接口要求,并允许用户直接使用,而无需对FPGA或微控制器进行设计并执行需要消耗大量资源的均值计算。过采样特性还能在可管理的数据速率下尽可能提高数据处理性能。

考虑在2 × BW之外采样的额外过采样过程。在下式中,将采样频率提高k倍(其中k是参与平均的样本数或过采样率),会导致SNR提高。


(素材来源:eepw.如涉版权请联系删除。特别感谢)

缓冲区中有所需数量的样本(此例中M = 8),随后的转换周期就会提供过采样结果。输出数据速率(ODR)会更快,哪怕M(样本数)增加。滚动平均过采样技术在需要高ODR和高性能的应用中很有用。

利用过采样,ADC可以实现更高的动态范围。过采样的工作原理是假设噪声源不相关且均值为零,这是因为样本将白噪声视为频谱中均匀分布的噪声,或者将以相邻代码为中心的高斯噪声分布视为可通过平均来降低的信号。

使用AD7380所生成的快速傅立叶变换(FFT)曲线示例,分两种情况:无过采样和应用滚动平均过采样,OSR = 8。

本底噪声有显著改善,这与SNR的增加是一致的。在使能正常平均过采样和滚动平均过采样的情况下,SNR分别提高到96 dB和95 dB。


高编码器精度的电机以较低速度运行时,即电机开始减速,然后到达目标位置的情况。使用AD7380的片内过采样技术可对正弦和余弦信号进行数字滤波,从而实现高动态范围。增强的正弦和余弦转换导致角位置精度更高,这在很多应用中是必需的,例如将微型元器件安装到印刷电路板(PCB)的取放机器,或工业机械中用于运输和移动载荷到特定位置的机械臂。

AD7380系列也可以通过过采样有效提高分辨率,从而扩展可实现的SNR。要使能片内提升分辨率特性,须写入CONFIGRATION1寄存器的RES位(位2)。

要了解过采样如何提高SNR,请使用前面的公式计算17位ADC的SNR。结果是SNR为104.1 dB。

将此值代入SNR公式可得出将分辨率提高1位所需的过采样系数k。


SAR ADC通常转换单个时刻,以提供与特定时刻有关的数字答案。过采样的使用随着更快速SAR转换器的出现而增加,目的是提高关键目标带宽的分辨率。使用过采样技术的SAR ADC中,该技术常常是通过微控制器或现场可编程门阵列(FPGA)上的后处理执行的。在其SAR ADC系列中内置了过采样特性。这种过采样特性能够提高噪声性能,简化接口要求,并允许用户直接使用,而无需对FPGA或微控制器进行设计并执行需要消耗大量资源的均值计算。过采样特性还能在可管理的数据速率下尽可能提高数据处理性能。

考虑在2 × BW之外采样的额外过采样过程。在下式中,将采样频率提高k倍(其中k是参与平均的样本数或过采样率),会导致SNR提高。


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