Verständnis der Abtastrate für die ADC-Anforderung

Um alle Informationen zu erfassen, müssen Sie mindestens das Doppelte der höchsten Frequenzkomponente im Eingangssignal abtasten.

Wenn Sie ein PSD-Diagramm des Eingangs erstellen, sehen Sie, dass bei mehr als 400 kHz eine erhebliche Leistung vorhanden ist. Möglicherweise müssen Sie bei 8 MHz abtasten, um das Beste daraus zu machen.

Außerdem sollten Sie dem ADC im Allgemeinen einen ANALOGEN Tiefpassfilter voranstellen, um zu verhindern, dass Komponenten mit höheren Frequenzen gealiased werden. Sie verschwinden nicht automatisch, sondern können je nach ADC-Typ heruntergeklappt werden.

Da es unpraktisch ist, einen unendlich scharfen Filter zu erstellen, müssen Sie mit mehr als dem Doppelten der höchsten Frequenzkomponente abtasten. Je höher Ihre Abtastrate, desto weniger komplex kann der Filter sein, wenn alle anderen Dinge gleich bleiben. Sie können die resultierenden Daten digital filtern und auf eine niedrigere Abtastrate dezimieren, sobald Sie sie in digitaler Form haben, aber sie müssen zunächst mit einer ausreichenden Abtastrate und ohne Aliasing erfasst werden, oder sie sind unwiederbringlich beschädigt.

Wenn Sie sich Ihre Wellenform genauer ansehen und zählen, was wahrscheinlich Abtastpunkte sind, sehe ich Folgendes: -

Ich zähle 22 Proben in vielleicht 2 uns. Dies würde mich zu der Annahme veranlassen, dass Sie eine Abtastrate von mindestens 11 MSps benötigen, wenn Sie die auf Ihrem Display angezeigte Wellenform rekonstruieren möchten.

Die Antwort liegt also wirklich bei Ihnen.

Wie Sie bereits in Ihrer Frage angegeben haben, müssen die Kriterien zum Rekonstruieren einer Wellenform ohne Informationsverlust das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem erfüllen, das besagt, dass Ihre Abtastfrequenz fsmindestens das Zweifache der maximalen Signalfrequenz betragen muss, die fSie erkennen möchten . Nun stellt sich die Frage, ob es sich um ein analoges oder ein digitales Signal handelt.

• Wenn es sich um ein digitales Signal handelt, können Sie Ihre maximale Frequenz ziemlich einfach auswerten und erhalten daher die erforderliche Abtastfrequenz. Wenn Sie zB eine UART-Schnittstelle mit 115200 Baud haben, benötigen Sie eine Abtastrate von ungefähr 231 kHz, um alle Übergänge zu erkennen. Je höher Ihre Abtastrate ist, desto besser ist natürlich Ihre Chance, Fehler auf der Übertragungsleitung zu korrigieren.
• Wenn Sie ein analoges Signal abtasten, sind Sie für die Erstellung der entsprechenden Spezifikation verantwortlich. Für mich ist das Signal, das Sie zeigen, eher ein analoges als ein digitales. Die Frage ist also, welche zeitliche Auflösung Sie erreichen möchten. Wenn Sie die Übergänge zählen wollen und wissen, dass die Anstiegs- und Abfallzeit nicht kleiner als diese 3 us sein wird, können Sie mit der Abtastrate von 800 kHz arbeiten. Wenn Sie eine digitale Darstellung der Wellenform erhalten möchten, muss Ihre Abtastfrequenz viel höher als diese 800 kHz sein.