Jump to content

    

Почему АЦП именно 12 бит?

Во многих радиоприемных трактах ставят АЦП 12 бит, да и на рынке их достаточно много. Вот у меня возник вопрос а почему именно 12бит, не 24, 36, 54. Я так понимаю 12 бит это примерно 40дБ динамического диапазона. А почему именно 40дБ?

 

Кто бы мог аргументированно объяснить такие цифры? Что ограничивает работу в больших динамических диапазонах? или почему именно это оптимально?

 

Какие характеристики радиотракта определяют его динамический диапазон?

 

Я знаю что некоторые вопросы начального уровня, и ответы на них есть и у меня, но просто хочется услышать другое мнение.

 

Спасибо!=)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Во многих радиоприемных трактах ставят АЦП 12 бит, да и на рынке их достаточно много. Вот у меня возник вопрос а почему именно 12бит, не 24, 36, 54.

12 Бит - разумный компромисс между быстродействием, динамическим диапазоном и стоимостью. Больше 12 бит - либо быстродействующие, но слишком дорогие, либо дешевые, но медленные. 24-битные - это уже сигма-дельта АЦП, которые имеют узкую полосу пропускания, и в промышленных масштабах делаются практически исключительно низкочастотными (попадалась мне на глаза документация на одну готовую микросхему полосового сигма-дельта АЦП от Analog Devices - но это исключение из практики)

Я так понимаю 12 бит это примерно 40дБ динамического диапазона. А почему именно 40дБ?

Вообще-то 12 бит дают динамический диапазон АЦП порядка 70 дБ (примерно 6 дБ на разряд). Правда реальное количество значащих бит в АЦП (ENOB) меньше его полной разрядности, а параметр

SINAD рассчитывается исходя из ENOB. Про взаимосвязь разрядности и других параметров АЦП можно почитать здесь:

http://www.analog.com/static/imported-file...ials/MT-003.pdf

 

 

Какие характеристики радиотракта определяют его динамический диапазон?

Не спец, но насколько помню из институтского курса - шум и нелинейные искажения приемника.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Во многих радиоприемных трактах ставят АЦП 12 бит, да и на рынке их достаточно много.

у меня в модемах и 14/16 бит стоит. Все зависит от ТТХ демодулятора.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Во многих радиоприемных трактах ставят АЦП 12 бит, да и на рынке их достаточно много. Вот у меня возник вопрос а почему именно 12бит, не 24, 36, 54. Я так понимаю 12 бит это примерно 40дБ динамического диапазона. А почему именно 40дБ?

 

Кто бы мог аргументированно объяснить такие цифры? Что ограничивает работу в больших динамических диапазонах? или почему именно это оптимально?

 

Какие характеристики радиотракта определяют его динамический диапазон?

 

Я знаю что некоторые вопросы начального уровня, и ответы на них есть и у меня, но просто хочется услышать другое мнение.

 

Спасибо!=)

Например, у 8-битного АЦП ADS7949 SFDR 81 dB, поэтому его спокойно можно применить как 14-битный, и это нормально, так как полоса приема обычно значительно меньше половинной частоты дискретизации. Нужно только, чтобы младший разряд болтался в суммарном сигнале, а после фильтрации разрядность повышаем до 14 или 16 битов, так как АЦП обычно лучше, чем заявлено. Производитель применяет 14-битное ядро и делает ряд АЦП с меньшей разрядностью. Тот же 8-битный осциллограф позволяет увидеть динамический диапазон легко в 70-80 дБ. Если весь диапазон чист, то лучше вне полосы добавить шума столько, чтобы наблюдалась болтанка младших битов.

Edited by sup-sup

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 Бит - разумный компромисс между быстродействием, динамическим диапазоном и стоимостью. Больше 12 бит - либо быстродействующие, но слишком дорогие, либо дешевые, но медленные. 24-битные - это уже сигма-дельта АЦП, которые имеют узкую полосу пропускания, и в промышленных масштабах делаются практически исключительно низкочастотными (попадалась мне на глаза документация на одну готовую микросхему полосового сигма-дельта АЦП от Analog Devices - но это исключение из практики)

 

Вообще-то 12 бит дают динамический диапазон АЦП порядка 70 дБ (примерно 6 дБ на разряд). Правда реальное количество значащих бит в АЦП (ENOB) меньше его полной разрядности, а параметр

SINAD рассчитывается исходя из ENOB. Про взаимосвязь разрядности и других параметров АЦП можно почитать здесь:

http://www.analog.com/static/imported-file...ials/MT-003.pdf

 

 

 

Не спец, но насколько помню из институтского курса - шум и нелинейные искажения приемника.

 

А как вы считаете динамический диапазон? Я считал так 10*log10(2^13-1/1), наверное не правильно.

 

Спасибо за ссылку)

 

у меня в модемах и 14/16 бит стоит. Все зависит от ТТХ демодулятора.

 

А вы могли бы рассказать подробнее? Я вас правильно понял, что разрядность выбирается исходя из уровня минимального сигнала, при приеме которого на выходе демодулятора имеем заданный уровень ошибок? Ну это для минимального сигнала. А выбор максимального сигнала, который может принять система, как определяется и чем ограничивается?

 

Например, у 8-битного АЦП ADS7949 SFDR 81 dB, поэтому его спокойно можно применить как 14-битный, и это нормально, так как полоса приема обычно значительно меньше половинной частоты дискретизации. Нужно только, чтобы младший разряд болтался в суммарном сигнале, а после фильтрации разрядность повышаем до 14 или 16 битов, так как АЦП обычно лучше, чем заявлено. Производитель применяет 14-битное ядро и делает ряд АЦП с меньшей разрядностью. Тот же 8-битный осциллограф позволяет увидеть динамический диапазон легко в 70-80 дБ. Если весь диапазон чист, то лучше вне полосы добавить шума столько, чтобы наблюдалась болтанка младших битов.

 

в пятницу, вечером, не смог переварить, то что вы написали, постараюсь на выходных)

Edited by slash_spb

Share this post


Link to post
Share on other sites
в пятницу, вечером, не смог переварить, то что вы написали, постараюсь на выходных)

Я о том, что в 12-битном АЦП может быть и меньше и больше 12-ти бит в зависимости от качества самого АЦП (SFDR) и от применения. Чем уже полоса, тем больше бит эффективных можно получить (больше интервал фильтрации), если позволяет ядро АЦП.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я вас правильно понял, что разрядность выбирается исходя из уровня минимального сигнала, при приеме которого на выходе демодулятора имеем заданный уровень ошибок? Ну это для минимального сигнала. А выбор максимального сигнала, который может принять система, как определяется и чем ограничивается?

Странный у вас демодулятор, совсем без АРУ ?

 

Критериев выбора разрядности и построения приемного тракта много. Например : полоса, вид модуляции и ее индекс, диапазон рабочих частот, помеховая обстановка, качество реализации аналоговых трактов, требования на время реакции системы на различные события (например на скачок мощности по входу) и т.д.

 

в пятницу, вечером, не смог переварить, то что вы написали, постараюсь на выходных)

Уважаемый sup-sup говорит об эффекте, который я называю "эффективная" разрядность. А именно кол-во бит, в которых расположена основная энергетика сигнала и дальнейшее увеличение разрядности не дает улучшение характеристик.

 

Вот пример влияния качества входного тракта демодулятора на требования к АЦП :

 

Положим есть у вас несушка 100МГц и спектр в 250 кГц, режем на 125МГц АЦП (работаем во второй зоне найквиста). Допустим сделали вы фильтр по ПЧ на 10МГц (ну сэкономили на чем нить). Чтобы при работе в эфире (когда есть соседние каналы) увидеть ваш сигнал вам нужно накинуть к минимальной разрядности АЦП log2(10МГц/0.25МГц) = 5.3 бита. Сужаем фильтр до 1МГц, получаем что нужно всего +2 бита. И то, эта система может быть положена узкополосной мощной помехой в соседнем канале.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Действительно, разрядность зависит от полосы частот сигнала, его природы,

наличия помех, динамического диапазона результата.

У приемника GPS АЦП вообще 3-разрядный и хватает.

Но сигнал - псевдошумовой и результат получается после тысяч накоплений.

Share this post


Link to post
Share on other sites

На самом деле - это 16-разрядные АЦП, просто младшие 4 разряда заблокировали из-за того, что ими и так пришлось бы пренебречь, вы сами бы от них отказались из-за нестабильности. Просто фирма-изготовитель за вас это сделала.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this