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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Anti-Aliasing Filter für Sigma-Delta ADC


Autor: Raffini (Gast)
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Guten Morgen,

Ich hab einen AD7794 und würde gerne mit f=125Hz ein Signal abtasten.
Aus Erfahrung würde ich hier ein TP-Filter einsetzen fg << 50Hz.
Allerdings habe ich gehört, bzw. gelesen, dass bei Sigma-Delta ADCs 
(durch ihr internes Oversampling) höher Abgetastet wird und somit ein 
Filter mit höherer Eckfrequenz einsetzbar ist.
Problem bei solch niedrigen Anti-Aliasingfilter: große Bauelemente!

Autor: martin (Gast)
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Und, wo ist das Problem mit "großen" bauelementen?
Kosten die mehr?

Autor: Raffini (Gast)
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Nein, aber auf der Platine ist für Bauelemente >0805 kein Platz.
Soll was ziemlich kleines für die Hosentasche werden.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Höher abtasten, dann kann der Filter einen höhere Grenzfrequenz haben. 
Die eigentlichen Nutzdaten erhälst du dann über Softwarefilterung (im 
einfachsten Fall Mittelwertbildung, gleitender Mittelwert und was es 
noch alles so gibt)

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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U.R. Schmitt schrieb:
> Höher abtasten, dann kann der Filter einen höhere Grenzfrequenz haben.
> Die eigentlichen Nutzdaten erhälst du dann über Softwarefilterung (im
> einfachsten Fall Mittelwertbildung, gleitender Mittelwert und was es
> noch alles so gibt)

Decimation Filter gibts noch. Verringert auch den Speicherbedarf.
http://www.dspguru.com/dsp/faqs/multirate/decimation

Autor: Johannes (Gast)
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> Allerdings habe ich gehört, bzw. gelesen, dass bei Sigma-Delta ADCs
> (durch ihr internes Oversampling) höher Abgetastet wird und somit ein
> Filter mit höherer Eckfrequenz einsetzbar ist

Ja, das ist richtig. Diese Wandler tasten das Signal mit einer ziemlich 
großen Samplerate oftmals > 1 MHz) und über ein internes Filter werden 
viele Messwerte über einen relativ langen Zeitraum "gemittelt".

Deshalb ist die Datenrate am Ausgang des Wandlers relativ niedrig. Es 
gibt z.B. von LT sehr kleine Wandler mit 16 Bit Auflösung, die haben 
dann aber so 30 oder 60 SPS.

Wenn du genau 125 Hz als Abtastrate brauchst, dann wird es eher 
schwierig, einen Delta-Sigma Wandler zu finden der genau so eine 
Datenrate hat.

Wenn 30 bzw. 60 SPS für deine Anwendung auch OK sind, dann könntest Du 
z.B. den LTC2450 bzw. LTC2451-1 man ansehen. Die sind wirklich sehr 
klein und sparsam, also ideal "für die Hosentasche".

Autor: knusprig (Gast)
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Raffini schrieb:
> Guten Morgen,
>
> Ich hab einen AD7794 und würde gerne mit f=125Hz ein Signal abtasten.
> Aus Erfahrung würde ich hier ein TP-Filter einsetzen fg << 50Hz.
> Allerdings habe ich gehört, bzw. gelesen, dass bei Sigma-Delta ADCs
> (durch ihr internes Oversampling) höher Abgetastet wird und somit ein
> Filter mit höherer Eckfrequenz einsetzbar ist.
> Problem bei solch niedrigen Anti-Aliasingfilter: große Bauelemente!

Hi,
ich glaube du wirfst hier etwas durcheinander:

Der SD-ADC tastet zwar schneller ab, jedoch werden die Werte mit einer 
viel kleineren Auflösung aufgenommen, die hohe Auflösung entsteht dann 
durch die interne Filterung (Decimation).

Diese Überabtastung ist aber für die Bemessung des Filters irrelevant 
(bis auf die Tatsache, das vor dem ADC auf jeden Fall eine kleine Cap 
angebracht sein sollte um die Stromspitzen die durch den 
Switched-Capacitor Aufbau zustande kommen)!

Wenn du dein Anti-Aliasing-Filter kleiner bekommen möchtest musst du die 
Samples pro Sekunde hochdrehen - das ist die Überabtastung die du 
meinst. Wenn du das getan hast, musst du aber noch digital Filtern, um 
die Störungen weg zu bekommen, von dem Band in dem dein 
Anti-Aliasing-Filter noch nicht ausreichend gedämpft hat. Das ist dann 
praktisch ein digitaler Tiefpass nach deiner höchsten Nutzfrequenz.

Autor: Arc Net (arc)
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> Diese Überabtastung ist aber für die Bemessung des Filters irrelevant
Diese ist relevant:

http://www.analog.com/static/imported-files/faqs/A...
http://www.analog.com/library/analogDialogue/Anniv...
http://www.triadsemi.com/2007/01/25/how-to-design-...

Empfehlung von Analog für den AD7794 (was auch in der Praxis meist 
völlig ausreichend ist):
Simpler RC-Filter R = 1 kOhm, C = 100 nF und nochmal 10 nF zw. AIN+ und 
AIN- (falls das zu groß ist, die drei Cs durch einen X2Y-Kondensator 
ersetzen)

Autor: knusprig (Gast)
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Arc Net schrieb:
>> Diese Überabtastung ist aber für die Bemessung des Filters irrelevant
> Diese ist relevant:
>
> http://www.analog.com/static/imported-files/faqs/A...
> http://www.analog.com/library/analogDialogue/Anniv...
> http://www.triadsemi.com/2007/01/25/how-to-design-...
>
> Empfehlung von Analog für den AD7794 (was auch in der Praxis meist
> völlig ausreichend ist):
> Simpler RC-Filter R = 1 kOhm, C = 100 nF und nochmal 10 nF zw. AIN+ und
> AIN- (falls das zu groß ist, die drei Cs durch einen X2Y-Kondensator
> ersetzen)

Sorry, du hast natürlich recht. Ignoriert meinen vorherigen Post bitte. 
:)

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