Jaka jest najwyższa precyzja osiągnięta dla ADC?

Pewnego dnia przeglądałem Digikey (prawda?) I natknąłem się na 32-bitowe ADC, były oferty z Linear, TI i Analog. Jeden wyróżniał się, AD7177 z Analog, który stwierdza w tabeli 7 na stronie 19 arkusza danych, że przy 5 próbkach na sekundę ma oszałamiającą 27,5 efektywną liczbę bitów (i szum RMS 50 nanowoltów ). Z drugiej strony jego dokładność jest znacznie gorsza, ale nadal.

To mnie zastanawia, czy stosunkowo tani, dostępny na rynku ADC może osiągnąć ENOB 27,5 bitów ...

Jaki jest najwyższy osiągnięty ENOB? Może to być jakiś super zintegrowany układ scalony, jakiś głupio drogi sprzęt laboratoryjny, wzmacniacz blokujący? Czy ktoś kiedykolwiek pobił 27,5 bitów precyzji?

[edytuj] Trochę wyjaśnienia Nie chcę kupować / budować ani w inny sposób nabywać takiego urządzenia Jestem tylko ciekawy, jaki jest obecny stan techniki, współczesne zegary atomowe osiągnęły niepewność 3x10-18 (3 kwintillionów), gdzie znajdują się nowoczesne woltomierze naukowe na skali?

adc analog

— Sam
źródło

@PlasmaHH Fakt, że współczesne zegary atomowe są mierzone w częściach na kwintillionach, sugerowałoby, że istnieją zastosowania dla niesamowicie precyzyjnych urządzeń.

— Sam

Jakiego rodzaju próbkowania potrzebujesz? Precyzja jest nieograniczona, jeśli czas próbkowania jest nieograniczony. Kontynuuj integrację przez godzinę, a wynik jest dość dokładny.

— PkP,

@PkP Nie szukam częstotliwości próbkowania, jestem tylko ciekawy, jaki jest rekord. Chociaż przypuszczalnie w rzeczywistości zdarza się, że ogranicza Cię samo urządzenie?

— Sam

„skuteczna rozdzielczość” (27,5) to nie to samo, co ENOB. Zewrzyj wejście, zmierz szum RMS, podziel przez pełny zakres napięcia.

— Spehro Pefhany,

@SpehroPefhany Tak mówią, że wartość została wygenerowana "Podane liczby dotyczą dwubiegunowego zakresu wejściowego z zewnętrznym napięciem odniesienia 5 V. Liczby te są typowe i są generowane przy różnicowym napięciu wejściowym 0 V, gdy ADC stale przekształca się w pojedynczy kanał." Tak więc odniesienie 5 V, szum 50nV RMS, to 100 milionów do 1 (ok, więc 26,5 bitów, ale nadal)

— Sam

Odpowiedzi:

Definicja z Wiki : -

Efektywna liczba bitów (ENOB) jest miarą zakresu dynamicznego przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC) i powiązanego z nim obwodu. Rozdzielczość ADC jest określona przez liczbę bitów użytych do przedstawienia wartości analogowej, co w zasadzie daje poziomy sygnału 2 ^ N dla sygnału N-bitowego

Cytat z Atmel : -

W większości przypadków wystarczająca jest rozdzielczość 10-bitowa, ale w niektórych przypadkach wymagana jest wyższa dokładność. W celu poprawy rozdzielczości pomiaru można zastosować specjalne techniki przetwarzania sygnału. Dzięki zastosowaniu metody zwanej „nadpróbkowaniem i dziesiątkowaniem” można uzyskać wyższą rozdzielczość bez użycia zewnętrznego ADC.

Nadpróbkowanie - pobierz 4 kolejne próbki i połącz je, aby uzyskać jeszcze jeden kawałek rozdzielczości; weź dość standardowy 18-bitowy ADC i nadpróbkuj przez 256, aby uzyskać 22-bitowy ADC. Przeskaluj o kolejne 256 razy, aby uzyskać 26-bitowy ADC ...

Czy widzisz dokąd to zmierza?

Jeśli szum jest obecny i powoduje roztrząsanie sygnału, możesz sprawić, aby dowolny ADC miał jeden dodatkowy bit, uśredniając / dziesiątkując 4 próbki, więc średnio tyle, ile chcesz uzyskać wyższą rozdzielczość, ale wyraźnie cena do zapłaty jest proporcjonalnie niższa przepustowość i precyzja.

Jaki jest najwyższy osiągnięty ENOB?

Co to ma być

Przypis - sigma delta ADC robi dokładnie to, co opisałem powyżej, z tą różnicą, że znacznie lepiej radzi sobie z szumem poza pasmem, a zatem uzyskuje lepszą wydajność przy większej liczbie bitów na uśrednione (lub zdziesiątkowane) przekonwertowane próbki.

Używa tylko 1-bitowego ADC (komparatora), więc wyraźnie ta technika działa, ale nie musi używać 1-bitowego ADC. Chodzi przede wszystkim o filtrowanie szumów: -

Szum z ADC sigma delta jest stopniowo wyższy przy wyższych częstotliwościach dzięki zastosowaniu integratora na ścieżce sygnału - to zmusza hałas do niskiego poziomu przy niskich częstotliwościach, a po zdziesiątkowaniu daje to korzyść netto w rozdzielczości w porównaniu do zwykłego ADC, które zostało przesadzone i zdziesiątkowane.

— Andy aka
źródło

O ile nie jest to literówka w docs ti, prawdopodobnie potęgowanie zaginął w copy-paste: in principle giving 2N signal levels for an N-bit signal. 2N powinno wynosić 2 ^ N.

— Lorenzo Donati - Codidact.org

@lorenzo dobrze zauważony.

— Andy alias

@sam skończyliśmy z tym pytaniem i odpowiedzią teraz?

— Andy aka

$\mu\Phi_0$ $\Phi_0$

Dobry do robienia pikowoltometrów i tym podobnych. Trochę drogie i niewygodne ze względu na środowisko 4K.

— Spehro Pefhany
źródło

Przepraszam, ale co masz na myśli, mówiąc o greckiej dużej litery PHI? Czy jest to literówka czy jakaś stała związana z konkretną aplikacją?

— Lorenzo Donati - Codidact.org

@LorenzoDonati Jest to stała - kwant strumienia magnetycznego = h / 2e, gdzie h jest stałą Plancka, a e jest ładunkiem elektronu.

— Spehro Pefhany,

Tak! Śledziłem linki w artykule, do którego linkowałeś. Właśnie to znalazłem tutaj: kwantowy strumień magnetyczny . Auć! Trudne rzeczy! :-D

— Lorenzo Donati - Codidact.org

To przewyższa możliwości Turbo Encabulatora, zmieniając kąt natarcia ramienia dingle i czyniąc rurę tremie przestarzałą.

— Wossname,

@Wossname Najtrudniejsze było wyrównanie hydrokoptycznych łopatek marzela w kriostacie.

— Spehro Pefhany

Texas Instruments ma ADC z 31-bitową rozdzielczością, ADS1282 , z prędkością do 4000 próbek na sekundę, w przemysłowym zakresie temperatur (-40 C + 85 C). Tylko ~ 40 $ za sztukę. 1000. Jednak trzeba naprawdę, bardzo ciężko pracować, aby zredukować analogowy szum z przodu do tego poziomu rozdzielczości, chociaż pewne przesuwające się uśrednienia mogą pomóc kosztem częstotliwości próbkowania i / lub przepustowości.

— Ale..chenski
źródło