[sysel 0]

Здравствуйте! Наткнулся тут на статью от Брюль и Кьер (уважаемая фирма, так что скорее всего не липа), где говориться, что они получают 160 дБ динамического диапазона в одном измерительном диапазоне с помощью двух 24-битных АЦП и какого-то хитрого алгоритма. Не могу понять, как они этого добиваются.

Есть у кого-нибудь мысли по поводу реализации?

dynx_tech_article.pdf

[DRUID3 0]

Статью скачал... но я слаб в берберском... И так подумалось - а что тут удивительного? АЦП то ведь 2, я правильно понял?

[Alecsej 0]

...merge the signals while obtaining an ex-

treme high-accuracy match in gain, offset

and phase...

, что заметно по уменьшению спуров по сранению с одним АЦП.

Что-то подобное применяется при калибровке нескольких АЦП для увеличения частоты дискретизации.

[ig_z 0]

они получают 160 дБ динамического диапазона в одном измерительном диапазоне

Ну если я правильно понял, то это для полосы 24 Гц (стр 9 в пдфке). Если взять топовый аудио ацп, то имеем приблизительно такие цифры - 126дб в полосе 24000 гц. Уменьшив полосу в 1000 раз, уменьшаем уровень шумов на входе в 30 раз (или около 30 дб). В итоге увеличиваем дд до 126+30 = 156 дб. Два в параллель дают выигрыш еще на 3дб (скорее всего это решение для линеаризаций и компенсаций ошибок и нелинейностей).

Нечто подобное (дублирование каналов) применяют вегалабовские чудилы, но для цапов

[_pv 54]

Ну если я правильно понял, то это для полосы 24 Гц (стр 9 в пдфке). Если взять топовый аудио ацп, то имеем приблизительно такие цифры - 126дб в полосе 24000 гц. Уменьшив полосу в 1000 раз, уменьшаем уровень шумов на входе в 30 раз (или около 30 дб). В итоге увеличиваем дд до 126+30 = 156 дб. Два в параллель дают выигрыш еще на 3дб (скорее всего это решение для линеаризаций и компенсаций ошибок и нелинейностей).

нее, на 5 рисунке частота честно до 24кГц нарисована.

похоже просто взяли два АЦП с разными коэффициентами усиления, при этом для маленьких сигналов берут данные из АЦП с большим коэффициентом, а для больших сигналов, где первый уже обожрётся - с другого.

как с HDR фотографией где берут несколько снимков с разными выдержками, и совмещают выкидывая насытившиеся пиксели.

 

при этом от интегральной нелинейности всё равно никуда не деться, как было 10ppm так и останется, и по этому они, засранцы, нарисовали 5ю картинку с сигналом амплитудой -60дБ, и получили относительно этих -60дБ аж -160дБ, при этом тот же график построенный для сигнала 0дБ, даст поди те же -100дБ.

 

просто немного своеобразное толкование термина динамический диапазон в этой уважаемой фирме.

[alexkok 0]

нее, на 5 рисунке частота честно до 24кГц нарисована.

похоже просто взяли два АЦП с разными коэффициентами усиления, при этом для маленьких сигналов берут данные из АЦП с большим коэффициентом, а для больших сигналов, где первый уже обожрётся - с другого.

как с HDR фотографией где берут несколько снимков с разными выдержками, и совмещают выкидывая насытившиеся пиксели.

 

при этом от интегральной нелинейности всё равно никуда не деться, как было 10ppm так и останется, и по этому они, засранцы, нарисовали 5ю картинку с сигналом амплитудой -60дБ, и получили относительно этих -60дБ аж -160дБ, при этом тот же график построенный для сигнала 0дБ, даст поди те же -100дБ.

 

просто немного своеобразное толкование термина динамический диапазон в этой уважаемой фирме.

Динамических диапазонов много разных существует, есть по нелинейности, а есть и по шумам.

 

Как они объясняют, АЦП, сдвинутые по усилению на 30дБ, калибруются на одном и том же сигнале (возможно даже в реалтайме) с очень высокой точностью (90дБ перекрытия позволяют) и затем, в зависимости от амплитуды, сшивают два сигнала с соответствующими весовыми коэффициентами и калибровочными данными.

Изменено 22 августа, 2012 пользователем alexkok

[ig_z 0]

нее, на 5 рисунке частота честно до 24кГц нарисована.

Похоже, что это документ из под пера маркетолога. (почти то же самое, что и журналист).

Вот те же цифры о Dyn-X из более детального документа:

 

Dynamic operating range for complete analysis chain:

z 125 dB Broadband Lin (10 Hz – 25.6 kHz)

z 162 dB Narrowband Lin (6 Hz BW e.g. 25.6 kHz

 

Возможно для 2005 года это были поразительные цифры, но сейчас 125дб для аудио диапазона обычное дело.

К примеру на нашем радио рынке 114 дб содек стоит около 3 у.е.

Как склеивать вольтовые диапазоны с суб микровольтовой точностью не представляю. Но если они умеют это делать, то непонятно, почему бы не делать больше 2х ацп. Вроде бы конденсаторные полудюймовые микрофоны B&K имеют динамический диапазон более 160 дб в диапазоне 10 - 40000 Гц.

[_pv 54]

Как склеивать вольтовые диапазоны с суб микровольтовой точностью не представляю. Но если они умеют это делать, то непонятно, почему бы не делать больше 2х ацп. Вроде бы конденсаторные полудюймовые микрофоны B&K имеют динамический диапазон более 160 дб в диапазоне 10 - 40000 Гц.

так ведь нет там субмикровольтовой точности.

малый сигнал берем сигнал с усилителя с большим Ку (ADC0), большой сигнал - берем сигнал с усилителя с малым Ку (ADC1).

посередине где перекрываются - усредняем.

 

взяли один АЦП (ADC0) со 100дБ, и большим усилением 60дБ так, чтобы -60дБ от шкалы ADC1 соответствовало полной шкале ADC0. подали 10В, измерили с помощью ADC1 и сказали что шкала у нас 10В, а потом подали сигнал 10мВ, измерили шумы ADC0 (со шкалой 10мВ), получить 100нВ шума, поделили шумы одного АЦП (100нВ) на шкалу другого АЦП (10В) получили -160дБ.

то что не совсем правильно называть это динамическим диапазоном, маркетологов из уважаемой фирмы не волнует, получили 160дБ и всё тут.

ну то есть назвать-то можно, только вот толку от этой цифры никакого, не хватает там картинки для сигнала амплитудой 0дБ.

тогда бы претензий никаких не было, только вот выглядеть эта картинка не так красиво будет.

[Dimidrol 0]

Чувствительность в конечном итоге не поменялась. Никаких там субмикровольтовых точностей нет. Осталось теперь узнать где брать годные усилители.

[sysel 0]

взяли один АЦП (ADC0) со 100дБ, и большим усилением 60дБ так, чтобы -60дБ от шкалы ADC1 соответствовало полной шкале ADC0. подали 10В, измерили с помощью ADC1 и сказали что шкала у нас 10В, а потом подали сигнал 10мВ, измерили шумы ADC0 (со шкалой 10мВ), получить 100нВ шума, поделили шумы одного АЦП (100нВ) на шкалу другого АЦП (10В) получили -160дБ.

то что не совсем правильно называть это динамическим диапазоном, маркетологов из уважаемой фирмы не волнует, получили 160дБ и всё тут.

Я уже тоже склоняюсь к этой точке зрения. Удобно с точки зрения пользователя, но ничего нового с точки зрения схемотехники.

[alexkok 0]

... но ничего нового с точки зрения схемотехники.

С учётом того, что звук имеет довольно высокий пик-фактор, фактический ДД по шумам и нелинейности относительно среднего уровня будет ниже на величину пик-фактора.

Данный метод позволяет повысить фактический ДД примерно на величину пик-фактора.

[_pv 54]

Данный метод позволяет повысить фактический ДД примерно на величину пик-фактора.

Методику измерения фактического ДД не приведёте?

а также механизм влияния формы сигнала на нелинейность?

[alexkok 0]

Методику измерения фактического ДД не приведёте?

ФДД = ДД - ЗапасНаПикФактор

а также механизм влияния формы сигнала на нелинейность?

Зависит от конкретной схемы.

Надеюсь зависимость нелинейности от частоты и уровня сигнала отрицать не будете?

[_pv 54]

ФДД = ДД - ЗапасНаПикФактор

хорошо, измеряется он как?

ну, например, закоротили входы померили среднеквадратичный шум, поделили на всю шкалу,

или подали синус определённой частоты и амплитуды оцифровали, сделали Фурье и максимальный посмотрели уровень гармоник...

Зависит от конкретной схемы.

Надеюсь зависимость нелинейности от частоты и уровня сигнала отрицать не будете?

схема одна - исследуемый АЦП.

нелинейность просто следствие неодинаковости величины мл. разряда для разных входных напряжений, то есть по определению это не просто циферка, а кривая зависимости выходного кода от входного напряжения, это статическая характеристика и от частоты пожалуй не зависит.

[alexkok 0]

хорошо, измеряется он как?

А зачем мерять, если он элементарно считается через известный ДД?

ну, например, закоротили входы померили среднеквадратичный шум, поделили на всю шкалу,

или подали синус определённой частоты и амплитуды оцифровали, сделали Фурье и максимальный посмотрели уровень гармоник...

Имхо никакой микрофон не даст более 100дБ по нелинейности, а следовательно рассматривать нужно только ДД по шумам.

Если даже в обычной телефонии используют пик фактор порядка 10-15дБ, то для высококачественной звукозаписи может и 40дБ не так уж много.

схема одна - исследуемый АЦП.

нелинейность просто следствие неодинаковости величины мл. разряда для разных входных напряжений, то есть по определению это не просто циферка, а кривая зависимости выходного кода от входного напряжения, это статическая характеристика и от частоты пожалуй не зависит.

То, что Вы описали, называется дифференциальной нелинейностью и у аудио АЦП не измеряется.

А у аудио АЦП с ДД 120дБ скорее всего преобладает нелинейность аналоговой части.