Ich habe gerade das Quantisierungsverhalten von ADCs mit unterschiedlichen Bits an Daten simuliert, die von einem 24-Bit-ADC abgetastet wurden. Was mir aufgefallen ist, ist, dass je mehr wir uns in Richtung ADCs mit weniger Bits bewegen, eine DC-Vorspannung im Signal immer deutlicher wird, mit einem maximalen Wert bei 1 Bit-ADC. Grund dafür ist gem. Was ich denke, ist, dass es eine unterschiedliche Anzahl digitaler Codes gibt, die positive und negative analoge Spannungswerte darstellen, zum Beispiel im Falle eines 8-Bit-ADC haben wir 1-127 (127 digitale Codes) für positive, 0 für 0 Spannung, und -1 bis -128 (128 digitale Codes) für negative Werte, also haben negative Spannungen einen weiteren digitalen Code für sie. und dieser Effekt wird bei 1-Bit-ADC sehr deutlich, wo wir nur digitale Codes von 0 und -1 haben, sodass das abgetastete Signal immer eine negative Vorspannung hat. Bitte sehen Sie sich das Video unten an, in dem ich die Simulation durchführe, und Sie können deutlich sehen, wie sich das Signal nach unten bewegt, wenn ich die Anzahl der Bits verringere. Der ADC-Spannungsbereich beträgt +50 bis -50 Einheiten. Bei 1 Bit habe ich also nur 0 und -50 Samples und einen deutlichen negativen DC-Offset.
https://drive.google.com/open?id=1EyNR13oIShwoWfcd1FWQgl8tJhFvIaWN
Also meine Frage, wie groß ist das Problem? Ich kann den DC-Offset einfach entfernen, indem ich einen Hochpassfilter in der digitalen Domäne verwende. Gibt es andere Bedenken und Möglichkeiten, wie mein Signal beeinflusst wird? Ist dies ein sehr häufiges Problem und was kann ich sonst noch tun, um diesen DC-Offset zu entfernen? Gibt es ADCs mit gleicher Anzahl digitaler Codes für positive und negative Spannungen? Wie werden sie genannt ?
Sie haben keinen inhärenten Offset ... sie haben einfach einen Bereich, der um Null herum asymmetrisch ist. Null bedeutet nicht null Volt; auf welche physikalische Größe sich jeder Wert bezieht, ergibt sich aus dem Hardwaredesign. Die Beobachtung hier ist nicht, dass ADCs inhärente Offsets haben, oder tatsächlich irgendetwas über ADCs; Die Beobachtung ist, dass Sie, wenn Sie die Zweierkomplementdarstellung wählen, eine gerade Anzahl möglicher Werte für eine beliebige Anzahl von Bits haben. Wenn einer dieser Werte Null ist, bleibt eine ungerade Anzahl möglicher Werte übrig, die Sie nicht gleichmäßig auf positive und negative verteilen können.
Die Vorzeichen-Größen-Darstellung löst dieses Problem, führt jedoch eine andere spezielle Behandlung ein, und alles, was Sie wirklich erreicht haben, ist, dass Sie einen potenziellen Ausgabewert verloren haben.
Es wäre gut, wenn Sie sich einige Datenblätter ansehen würden. Diese Frage wird beantwortet, und eine ganze Reihe von Fragen, an die Sie noch nicht gedacht haben.
Im Allgemeinen hat sogar ein 12-Bit-ADC mehrere Zählwerte von DC-Offset; ein typischer 16-Bit-SAR-ADC kann 20 bis 50 haben. Und dieser Offset ändert sich mit der Temperatur. Darüber hinaus ist die inhärente Nichtlinearität normalerweise auch mehr als das.
Wenn Sie einen ADC mit unbedeutender Nichtlinearität und Offset finden könnten , müssten Sie nur den Offset kalibrieren.
Gibt es ADCs mit gleicher Anzahl digitaler Codes für positive und negative Spannungen?
Alle von ihnen sind so, wenn Sie sie auf diese Weise verwenden und die zusätzlichen LSb an Informationen ignorieren, die Sie auf der positiven oder negativen Seite erhalten.
Wie werden sie genannt ?
Wählen Sie, was Sie wollen, und ignorieren Sie einfach das zusätzliche LSb digital. Wenn Sie sich entscheiden, das zusätzliche LSb nicht zu ignorieren, betrachten Sie es als Bonus.
Also meine Frage, wie groß ist das Problem?
Es scheint für Sie ein Problem zu sein, weil Sie ein Video darüber gemacht haben. Für die meisten anderen Leute ist es ein Nicht-Ereignis, vermute ich.
Peter Schmidt