AD conversie

[cathal]

Dag allemaal.

Ik heb volgende oefening in mijn cursus staan:

We willen een audiosignaal dat varieert tussen 2.5 en -2.5V bemonsteren. De gevraagde resolutie is 2 mv. Hoeveel bits moet de ADC hebben?

Ik veronderstel dat ik met volgende formule moet werken:

Code: Selecteer alles

B = abs(Vin*(2^N-1)/Vref)

maar ik weet niet goed welke grootheid welk waarde moet krijgen.

Ik dacht:

N is gezocht

Vin is 2mv

Vref= 2.5V

B=??

Alvast bedankt

Cathal Clavie

[Benm]

Tja, het spanningsbereik is 5 volt, stapjes van 2 mV maakt dus 5000/2=2500 stapjes. Dichtsbijzijnde waarde om het praktisch te sampelen is 12 bit (4096 stapjes). Als de samplerate van je ADC aanzienlijk hoger is dan de frequentie van het signaal heb je uiteraard minder nodig.

[Xenion]

Als de samplerate van je ADC aanzienlijk hoger is dan de frequentie van het signaal heb je uiteraard minder nodig.

Waarom? 't is toch niet omdat je vaak (in tijd) samplet dat je minder nauwkeurig (in amplitude) mag werken?

[dannypje]

Waarom? 't is toch niet omdat je vaak (in tijd) samplet dat je minder nauwkeurig (in amplitude) mag werken?

Inderdaad, amplitude en stapgrootte bepalen het aantal bits. De frequentie van het oorspronkelijk signaal bepaalt de sampelfrequentie. Je moet minimaal 2 keer per periode van het gesampelde signaal kunnen sampelen voor een getrouwe weergave. Theorema van Nyquist geloof ik.

D.

[Benm]

Dat klopt, je hebt een samplerate nodig van tweemaal de hoogste frequentiecomponent in het signaal.

Waar wat als je nou een samplerate hebt die 16x de hoogste frequentie heeft? Dan neem je dus brokken van 8 samples die je achteraf prima mag middelen (de frequentie van het signaal is geen probleem). Door een klein beetje ruis (orde van 0.5-1 bit) in het analoge signaal te brengen kun je op die manier nauwkeuriger samplen dan het aantal bits van de ADC.

De 'winst' is overigens niet gelijk aan de mate van oversampeling, maar slechts de wortel ervan. Voor 1 extra bit heb je 4 samples nodig, voor 2 bits 16 samples enzovoorts.

Deze aanpak wordt in de praktijk best eens gebruikt, vooral bij microcontrollers waar een 8 bit ADC in zit, en je bijvoorbeeld op 1/1000e nauwkeurig wilt sampelen, maar daar verder geen haast bij hebt. Denk aan een voltmeter voor een relatief langzaam veranderende spanning, dataloggers en dergelijke.

[Xenion]

Oké die uitleg klinkt aannemelijk, maar 'heb je uiteraard minder nodig' vond ik een beetje kort door de bocht gezien het niveau van de vraag

[Benm]

Maybe Al is het wel zo dat de meeste geluidskaarten de input wel degelijk oversampelen. Dit dient vooral om de anti-aliasing digitaal te kunnen doen, maar het is wel degelijk bruikbaar om ook de resolutie te vergroten.