Độ chính xác cao nhất đạt được cho một ADC là gì?


13

Tôi đã duyệt Digikey vào một ngày khác (phải không?) Và tôi tình cờ thấy một số ADC 32 bit, có các dịch vụ từ Tuyến tính, TI và Analog. Một chiếc nổi bật, AD7177 từ Analog, được nêu trong Bảng 7 trên trang 19 của bảng dữ liệu với tốc độ 5 mẫu mỗi giây, nó có số bit hiệu quả đáng kinh ngạc 27,5 (và độ ồn RMS là 50 nanovolts ). Mặt khác, tất nhiên, độ chính xác của nó kém hơn đáng kể, nhưng vẫn còn.

Điều này khiến tôi băn khoăn, nếu một bộ ADC ngoài giá rẻ có thể đạt ENOB 27,5 bit ...

ENOB cao nhất từng đạt được là gì? Có thể trong một số IC siêu tích hợp, một số thiết bị phòng thí nghiệm đắt tiền ngu ngốc, một bộ khuếch đại khóa? Có ai từng đánh bại 27,5 bit chính xác chưa?

[sửa] Một chút làm rõ Tôi không muốn mua / chế tạo hoặc sử dụng một thiết bị như vậy Tôi chỉ tò mò về tình trạng hiện tại của nghệ thuật là gì, đồng hồ nguyên tử hiện đại đã đạt đến độ không chắc chắn 3x10-18 (3 phần trăm), vôn kế khoa học hiện đại ngồi ở đâu trên thang đo?


2
@PlasmaHH Thực tế là đồng hồ nguyên tử hiện đại được đo theo các bộ phận trên một phần triệu sẽ ngụ ý rằng có những cách sử dụng cho các thiết bị cực kỳ chính xác.
Sam

3
Những loại tỷ lệ mẫu bạn cần? Độ chính xác là không giới hạn nếu thời gian lấy mẫu là không giới hạn. Tiếp tục tích hợp trong một giờ và kết quả là khá chính xác.
LOLP

1
@PkP Tôi không tìm kiếm bất kỳ tỷ lệ mẫu nào, tôi chỉ tò mò hồ sơ là gì. Mặc dù trong thực tế có lẽ có một điểm khi bạn bị giới hạn bởi chính thiết bị?
Sam

1
"Độ phân giải hiệu quả" (27.5) không giống với ENOB. Rút ngắn đầu vào, đo tiếng ồn RMS, chia cho phạm vi điện áp toàn thang đo.
Spehro Pefhany

1
@SpehroPefhany Đó là cách họ nói giá trị được tạo ra "Các số đã cho là cho phạm vi đầu vào lưỡng cực có tham chiếu 5V bên ngoài. Các số này là điển hình và được tạo ra với điện áp đầu vào vi sai 0 V khi ADC liên tục chuyển đổi trên một kênh." Vì vậy, tham chiếu 5V, nhiễu RMS 50nV, tức là 100 triệu đến 1 (ok, vậy là 26,5 bit nhưng vẫn vậy)
Sam

Câu trả lời:


13

Định nghĩa từ Wiki : -

Số bit hiệu quả (ENOB) là thước đo phạm vi động của bộ biến đổi tương tự sang số (ADC) và mạch liên kết của nó. Độ phân giải của ADC được chỉ định bởi số bit được sử dụng để biểu thị giá trị tương tự, về nguyên tắc đưa ra mức tín hiệu 2 ^ N cho tín hiệu N-bit

Trích dẫn từ Atmel : -

Trong hầu hết các trường hợp, độ phân giải 10 bit là đủ, nhưng trong một số trường hợp, độ chính xác cao hơn là mong muốn. Kỹ thuật xử lý tín hiệu đặc biệt có thể được sử dụng để cải thiện độ phân giải của phép đo. Bằng cách sử dụng một phương pháp gọi là 'Độ bội giác và Độ phân giải' có thể đạt được độ phân giải cao hơn mà không cần sử dụng ADC bên ngoài.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Quá khổ - lấy 4 mẫu liên tiếp và kết hợp chúng để có thêm một chút độ phân giải; lấy một bộ ADC 18 bit khá chuẩn và vượt quá 256 để có được bộ ADC 22 bit. Quá khổ thêm 256 lần nữa để có được ADC 26 bit ...

Bạn có thấy nó đang đi đâu không?

Nếu có nhiễu và gây ra độ hoà sắc của tín hiệu, bạn có thể làm cho bất kỳ ADC nào có thêm một bit bằng cách lấy trung bình / số thập phân 4 mẫu, vì vậy, trung bình bao nhiêu tùy thích để có độ phân giải cao hơn nhưng rõ ràng giá phải trả là băng thông thấp hơn tương ứng và sự chính xác.

ENOB cao nhất từng đạt được là gì?

Bạn muốn nó là gì?


Chú thích - một ADC đồng bằng sigma thực hiện chính xác những gì tôi đã mô tả ở trên, ngoại trừ, nó xử lý tiếng ồn băng tần tốt hơn nhiều và do đó thu được lợi nhuận tốt hơn trên các bit tăng trên mỗi mẫu được chuyển đổi trung bình (hoặc giảm dần).

Nó chỉ sử dụng ADC 1 bit (bộ so sánh) nên rõ ràng kỹ thuật này hoạt động nhưng không phải sử dụng ADC 1 bit. Đó là tất cả về lọc tiếng ồn: -

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Nhiễu từ ADC sigma delta tăng dần ở tần số cao hơn do sử dụng bộ tích hợp trong đường tín hiệu - điều này buộc nhiễu ở tần số thấp và sau khi giảm âm lượng này mang lại lợi ích ròng về độ phân giải so với chỉ thông thường ADC đã được lấy mẫu quá mức và suy giảm.


Trừ khi có một lỗi đánh máy trong các tài liệu TI, có thể một số mũ đã bị mất trong sao chép-dán : in principle giving 2N signal levels for an N-bit signal. 2N nên là 2 ^ N.
Lorenzo Donati hỗ trợ Monica

@lorenzo cũng phát hiện ra.
Andy aka

12

μΦ0Φ0

Tốt để làm picovoltmeters và như vậy. Loại đắt tiền và bất tiện vì môi trường 4K.


Xin lỗi, nhưng ý bạn là gì với chữ Hy Lạp PHI viết hoa? Đây có phải là một lỗi đánh máy hoặc một số hằng số liên quan đến ứng dụng cụ thể?
Lorenzo Donati hỗ trợ Monica

@LorenzoDonati Đó là một hằng số - lượng tử từ thông = h / 2e trong đó h là hằng số Planck và e là điện tích trên một electron.
Spehro Pefhany

1
Vâng! Tôi đã theo các liên kết trong bài viết mà bạn liên kết đến. Tôi chỉ tìm thấy nó ở đây: lượng tử từ thông . Ôi! Vấn đề khó khăn! :-D
Lorenzo Donati hỗ trợ Monica

7
Điều này vượt qua khả năng của Bộ mã hóa Turbo bằng cách thay đổi góc xoay của cánh tay đòn và khiến ống rung bị lỗi thời.
Wossname

4
@Wossname Phần khó nhất là sắp xếp các van marzel hydrocoptic bên trong bộ điều hòa nhiệt độ.
Spehro Pefhany

0

Texas Cụ có bộ ADC với độ phân giải 31 bit, ADS1282 , với tối đa 4000 mẫu mỗi giây, trong phạm vi nhiệt độ công nghiệp (-40 C + 85 C). Chỉ cần ~ $ 40 trong qty. 1000. Tuy nhiên, một người cần phải làm việc thực sự, thực sự khó khăn để giảm nhiễu đầu cuối tương tự xuống mức độ phân giải đó, mặc dù một số phép tính trung bình trượt có thể giúp giảm chi phí lấy mẫu và / hoặc băng thông.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.