[sigmaN 0]

Доброго времени суток.

Задача: оцифровка голоса на частоте 8КГц и передача его на скорости 9600.

Размеры устройства очень малы. Сейчас выбираю детали...

Планирую MAX9814 усилитель микрофона+AD74111 ADC/DAC.

 

Вопрос: можно ли обойтись без фильтра и подать на вход ADC весь спектр, задать частоту 48000, а потом накрутить дециматор чтобы он прореживал сигнал до 8000. Будет ли от этого толк?? И может ли конкретный девайс с этим справиться? Я что-то в даташит сколько не втыкаю - понять не могу!

И что за выводы 7 и 10 CAPN и CAPP написано ADC Filter Capacitor, только что имеется ввиду?

"The ADC channel requires two external capacitors to act as

charge reservoirs for the switched capacitor inputs of the sigmadelta

modulator. These capacitors isolate the outputs of the PGA

stage from glitches generated by the sigma-delta modulator. The

capacitor also forms a low-pass filter with the output impedance

of the PGA (approximately 124 Ω), which helps to isolate noise

from the modulator engine. The capacitors should be of good

quality, such as NPO or polypropylene film, with values from

100 pF to 1 nF and should be connected to AGND."

А как они расчитываются? чё-т я мало что понял )

 

И ихний этот Serial интерфейс какой-то мутный. Какой это стандарт? Или его придётся реализовывать программно на микроконтроллере? "The AD74111 contains a flexible serial interface port that is

used to program and read the control registers and to send and

receive DAC and ADC audio data."

Помогите пожалуйста.

[sysel 0]

Доброго времени суток.

Задача: оцифровка голоса на частоте 8КГц и передача его на скорости 9600.

Размеры устройства очень малы. Сейчас выбираю детали...

Планирую MAX9814 усилитель микрофона+AD74111 ADC/DAC.

 

Вопрос: можно ли обойтись без фильтра и подать на вход ADC весь спектр, задать частоту 48000, а потом накрутить дециматор чтобы он прореживал сигнал до 8000. Будет ли от этого толк?? И может ли конкретный девайс с этим справиться? Я что-то в даташит сколько не втыкаю - понять не могу!

И что за выводы 7 и 10 CAPN и CAPP написано ADC Filter Capacitor, только что имеется ввиду?

"The ADC channel requires two external capacitors to act as

charge reservoirs for the switched capacitor inputs of the sigmadelta

modulator. These capacitors isolate the outputs of the PGA

stage from glitches generated by the sigma-delta modulator. The

capacitor also forms a low-pass filter with the output impedance

of the PGA (approximately 124 Ω), which helps to isolate noise

from the modulator engine. The capacitors should be of good

quality, such as NPO or polypropylene film, with values from

100 pF to 1 nF and should be connected to AGND."

А как они расчитываются? чё-т я мало что понял )

 

И ихний этот Serial интерфейс какой-то мутный. Какой это стандарт? Или его придётся реализовывать программно на микроконтроллере? "The AD74111 contains a flexible serial interface port that is

used to program and read the control registers and to send and

receive DAC and ADC audio data."

Помогите пожалуйста.

 

Можно обойтись без внешнего фильтра, т.к. в сигма-дельта АЦП имеется уже очень хитрый фильтр (см схемы на стр. 7 даташита. Имеем падение -60Дб на половине частоты семплирования, а потом вообще падение до -120 Дб. Что для вашей задачи подходит.), не забудьте только разделяющий конденсатор между микрофонным усилителем и входом АЦП (рис. 6 в даташите).

Частоту семплирования нужно установить 8КГц, мудрить с 48КГц не стоит.

Поповоду конденсаторов - посмотрите на сайте Analog Devices PDFку на Evaluation Board под Ваш кодек.

Интерфейс заточен под последовательный синхронный порт цифровых сигнальных процессоров.

и как я понял, в ваших же интересах использовать кодек в master режиме, чтоб не было проблем с загрузкой в ЦАП.

Думаю, что получиться работать с этой микросхемой по SPI (Blackfin) в некоторых из режимов.

 

Какой "микроконтроллер" Вы планируете использовать ?

Проверьте, потянет ли Ваш "микроконтроллер" требуемую частоту для последовательного интерфейса.

[Сергей Борщ 121]

Можно обойтись без внешнего фильтра, т.к. в сигма-дельта АЦП имеется уже очень хитрый фильтр

Хитрый фильтр сигма-дельта АЦП реализован в цифре и он не может отделить основной спектр от наложенных на него отражений. А наложение отражений происходит в момент дискретизации, т.е. до цифрового фильтра. Поэтому фильтр нужен обязательно, а вот жесткость требований к нему определяется отношением частоты оцифровки к интересующей ширине спектра входного сигнала. Чем выше отношение, тем ниже требования к фильтру. И вот то, что "не дорезал" входной аналоговый фильтр уже вырезается цифровым фильтром (своеобразным дециматором) в процессе сигма-дельта преобразования (и при необходимости дополнительной децимацией). Возможно, выходной спектр микрофонного усилителя уже ограничен как надо - тогда отдельный входной фильтр не потребуется.

 

sysel: старайтесь в своем ответе цитировать только ту часть вопроса, которая необходима для понимания вашего ответа.

[sysel 0]

Хитрый фильтр сигма-дельта АЦП реализован в цифре и он не может отделить основной спектр от наложенных на него отражений. А наложение отражений происходит в момент дискретизации, т.е. до цифрового фильтра. Поэтому фильтр нужен обязательно,

 

Готов с Вами не согласиться: кодеки эти имеют встроенные фильтра.

По сути этот кодек сродни кодекам AC'97, которые ставят на материнские платы.

Схема подключения к ним аналогового входа "Line In" ограничивается разделительным конденсатором.

И никаких внешних аналоговых фильтров.

А вы представьте себе: кодеки эти (как AC97 и AD74111) имеют перестраиваемую частоту дискретизации, причем допустимо менять эту частоту не только при инициализации, но и в процессе работы.

По Вашей логике, в этом случае на входе должен стоять аналоговый фильтр с изменяемой частотой среза, равной половине частоты дискретизации.

Чего на самом деле не требуется.

[sigmaN 0]

Готов с Вами не согласиться: кодеки эти имеют встроенные фильтра.

По сути этот кодек сродни кодекам AC'97, которые ставят на материнские платы.

Схема подключения к ним аналогового входа "Line In" ограничивается разделительным конденсатором.

И никаких внешних аналоговых фильтров.

А вы представьте себе: кодеки эти (как AC97 и AD74111) имеют перестраиваемую частоту дискретизации, причем допустимо менять эту частоту не только при инициализации, но и в процессе работы.

По Вашей логике, в этом случае на входе должен стоять аналоговый фильтр с изменяемой частотой среза, равной половине частоты дискретизации.

Чего на самом деле не требуется.

А наложение отражений происходит в момент дискретизации, т.е. до цифрового фильтра. Поэтому фильтр нужен обязательно,

Ничего не понял ) Так нужен или нет???

Я для того и задумал сначала оцифровать на 48(чтоб всё цифрануть и без всяких наложений), а потом из этого сделать 8. Реально? или это "масло маслянное" и получится то-же самое, что пытаться оцифровать сигнал шириной в 20КГц частотой 8(я уде наткнулся на грабли).Поэтому и стоит вопрос или фильтр мутить или этот кодек всё решит и без него...Хотя всё-равно придётся с фильтром мутить, я так чувствую...просто у меня место очень ограничено на плате :(

Изменено 16 марта, 2008 пользователем sigmaN

[bmf 0]

Ничего не надо. Реально дискретизация ведется на частоте несколько MHz - потом однобитовый сигнал преобразуется в N бит на частоте выборки - 8..48 кГц. Поэтому приведенная характеристика фильтра верна для всех частот. Это элементарная теория - верна для всех кодеков типа сигма ADC (в отличии от преобразователей, применяемых в MCU).

Иногда может потребоваться небольшая RC цепочка на входе (на MHz) - и все.

Сергей Борщ явно не в теме.

[Linker 6]

А вы представьте себе: кодеки эти (как AC97 и AD74111) имеют перестраиваемую частоту дискретизации, причем допустимо менять эту частоту не только при инициализации, но и в процессе работы.

По Вашей логике, в этом случае на входе должен стоять аналоговый фильтр с изменяемой частотой среза, равной половине частоты дискретизации.

Чего на самом деле не требуется.

То что кодек имеет перестраиваемую частоту дискретизации - это не есть аргумент. На самом деле реальная частота дискретизации в АЦП может лежать намного выше используемых Вами частот и может составлять десятки мегагерц. С. Борщ как раз и говорит о т.н. антиалайзинговом фильтре. Если его не применить, то никакие перестраиваемые цифровые фильтры работать не будут.

Другое дело, если в применяемых Вами кодеках уже имеются встроенные антиалайзинговые фильтры. Надо смотреть в даташите рекомендуемые схемы подключения.

 

Иногда может потребоваться небольшая RC цепочка на входе (на MHz) - и все.

Сергей Борщ явно не в теме.

А каково назначение этой "небольшая RC цепочка на входе" по Вашему?

[Сергей Борщ 121]

Ничего не надо. Реально дискретизация ведется на частоте несколько MHz

...

Это элементарная теория - верна для всех кодеков типа сигма ADC (в отличии от преобразователей, применяемых в MCU).

Сильная теория! Специально для Сигма-Дельта. Найквист тоже не в теме, отдыхает вместе со своими зонами. Дайте ссылку, хочу просветления. Ответным жестом предлагаю погуглить на темы antialiasing filter (антиалайзинговые фильтры), отражения спектра, Analog-to-Digital conversion. Вот одно из хороших описаний, прочтите хотя бы первые 8 страниц.

[bmf 0]

Будьте спокойны, работает как раз по Найквисту.

Это основы Sigma-Delta ADC. Если научная литература трудна для освоения,

вот хотя бы из Wiki

http://en.wikipedia.org/wiki/Delta-sigma_modulation

 

.. which also avoids the use of high-precision analog circuits for the anti-aliasing filter.

[Сергей Борщ 121]

Будьте спокойны, работает как раз по Найквисту.

Вот прямо так и работает? А Найквист утверждает, что весь спектр от минус бесконечности до плюс бесконечности будет в процессе дискретизации отражен в участок от 0 до Fs/2. Что как бы противоречит вашей "теории".

.. which also avoids the use of high-precision analog circuits for the anti-aliasing filter.

Все правильно, только avoid относится к high-precision, а не к analog circuits. Почитайте, что такое упомянутая в начале этого предложения technique of oversampling. Если научная литература трудна для освоения, то по приведенной мной ссылке на стр.6:

Из этого обсуждения видно, как недостаточная крутизна спада ФНЧ может компенсироваться более высокой частотой дискретизации АЦП. Выбрав более высокую частоту дискретизации (избыточную дискретизацию), мы уменьшаем требование к крутизне спада и, следовательно, сложность фильтра за счет использования более быстрого АЦП с более высокой скоростью обработки данных. Это иллюстрирует рис.2.5 б

Или пройдите по ссылке от anti-aliasing из цитированного вами абзаца к описанию aliasing:

In general, when a sinusoid of frequency F is sampled with frequency Fs the resulting samples are indistinguishable from those of another sinusoid of frequency Fimage(N) = | F - N*Fs| for any integer N (with Fimage(0) = F being the actual signal frequency).

Еще раз повторю: входной аналоговый фильтр не требуется в том и только в том случае, если полоса входного сигнала уже ограничена шириной зоны Найквиста в каскадах перед АЦП. И никакого отношения к сигма-дельта это не имеет.

[bmf 0]

Вы даже не знаете, что у Sigma-Delta ADC применяется оверсемплинг как правило более 20.

Прежде чем категорично что-то заявлять, учите матчасть, тем более что это не более чем основы.

С AD71144 имею дело непосредственно, и все подтвеждается как нельзя лучше практикой.

[Сергей Борщ 121]

Вы даже не знаете, что у Sigma-Delta ADC применяется оверсемплинг как правило более 20.

Исходя из чего вы сделали такой вывод о моих знаниях? Повторю еще раз:

вырезается цифровым фильтром (своеобразным дециматором) в процессе сигма-дельта преобразования

Прежде чем категорично что-то заявлять, учите матчасть, тем более что это не более чем основы.

Замечательное пожелание. Но пока что вы не показали, в каком именно месте мои утверждения (которые я аргументировал) противоречат поминаемым вами основам.

С AD71144 имею дело непосредственно, и все подтвеждается как нельзя лучше практикой.

Тогда ответьте на вопрос Linkera:

Иногда может потребоваться небольшая RC цепочка на входе (на MHz) - и все.

А каково назначение этой "небольшая RC цепочка на входе" по Вашему?

[Linker 6]

открыл даташит на изделие AD74111. Читаю на стр.9:

Figure 6 shows a typical

input filter circuit for use with the AD74111.

Там же приведен рисунок с упоминаемой "небольшой RC цепочкой," которая как раз и выполняет функцию антиалайзингового фильтра. Можно легко посчитать частоту среза и убедится, что она как раз и лежит в области частот MCLK, т.е. частоты модулятора. Теорема о дискретизации (Котельникова-Найквиста) жива :). А простота реализации антиалайзингового фильтра является одной из фишек сигма_АЦП.

Изменено 16 марта, 2008 пользователем Linker

[bmf 0]

Исходя из чего вы сделали такой вывод о моих знаниях? Повторю еще раз:Замечательное пожелание. Но пока что вы не показали, в каком именно месте мои утверждения (которые я аргументировал) противоречат поминаемым вами основам. Тогда ответьте на вопрос Linkera:

А каково назначение этой "небольшая RC цепочка на входе" по Вашему?

Да вы запутались. Применительно к sigma-delta ADC Fs-на графике предаточной функции есть частота дискретизации данных на вывод, и это не является реальной частотой дискретизации входного сигнала. Входной anti-aliasing фильтр в таком случае имеет частоту среза на MHz, при том всем, что мы работаем в аудио полосе, т.е. фактически только удаление мигагерцовых наводок в тракте. И практически легко реализуется внутри уже самой ИС. Исходный вопрос звучал так - надо аудио anti-aliasing фильтр или нет. Ответ - для sigma-delta ADC нет.

[Сергей Борщ 121]

Да вы запутались.

Да ну? Точно я?

И практически легко реализуется внутри уже самой ИС

И конечно же реализован? А где в даташите его характеристики указаны? А 51 Ом и 10 нФ на рисунке 6 даташита - так, для красоты?

Исходный вопрос звучал так - надо аудио anti-aliasing фильтр или нет. Ответ - для sigma-delta ADC нет.

О! Уже появились новые термины "аудио anti-aliasing фильтр". Это что-то вроде чернил для восьмого класса? Исходный вопрос легко прочитать в начале ветки:

Вопрос: можно ли обойтись без фильтра и подать на вход ADC весь спектр

В третий раз: если спектр не ограничен каким-либо образом до ширины зоны найквиста (которая действительно определяется частотой модулятора), то ставить надо. Обязательно.