Hallo Leute, ich habe eine Frage zum Quantisierungsfehler sowie der Genauigkeit bei ADCs. Und zwar hab ich mir folgendes notiert: ---------------------------------------- Resolution beträgt 12 Bit... V_resol = V_RH - V_RL / (2^12) = 5V - 0V / (2^12) = 1,2 mV (LSB) Bei f_ADC = 12 MHz: xxxx xxxx yyyy (also 8 Bit accuracy(x) und 4 Bit A/D-Error(y) Bei f_ADC = 6 MHz: 3*LSB = 3*1,2 mV = 3,6 mV xxxx xxxx xxyy (also 10 Bit accuracy(x) und 2 Bit A/D-Error(y) ---------------------------------------- Also LSB-Berechnung ist mir klar, aber weiß jemand, wie man genau darauf kommt, dass die Accuracy bei 12 MHz 8 Bit beträgt und bei 6 MHz dann 10 Bit bzw. woher der Faktor 3 bei 6 MHz kommt (3*LSB)? Ist das aus den gegebenen Angaben irgendwie ersichtlich oder fehlen mir da Informationen? Viele Grüße, Lukas
Hallo, > LuRi schrieb: > Ist das aus den gegebenen Angaben irgendwie ersichtlich oder fehlen mir > da Informationen? eher letztres! Aus den Angaben würde ich eher Vermuten, das es sich um konkrete Werte handelt und nicht um Berechnungen. Eine Gesetzmäßigkeit kann ich da auch nicht sehen. Auflösung unf Genauigkeit kann von vielen Randbedingungen beeinflusst werden. Gruß Öletronika
@ LuRi (Gast) >Resolution beträgt 12 Bit... Früher hieß das Auflösung. >V_resol = V_RH - V_RL / (2^12) = 5V - 0V / (2^12) = 1,2 mV (LSB) Das ist die Standardfomel. Die berücksichtigt aber keine zusätzlichen Effekte eraler AD-Wandler. >Bei f_ADC = 12 MHz: >xxxx xxxx yyyy (also 8 Bit accuracy(x) und 4 Bit A/D-Error(y) >Bei f_ADC = 6 MHz: 3*LSB = 3*1,2 mV = 3,6 mV >xxxx xxxx xxyy (also 10 Bit accuracy(x) und 2 Bit A/D-Error(y) >Also LSB-Berechnung ist mir klar, aber weiß jemand, wie man genau darauf >kommt, dass die Accuracy bei 12 MHz 8 Bit beträgt und bei 6 MHz dann 10 >Bit bzw. woher der Faktor 3 bei 6 MHz kommt (3*LSB)? Vereinfacht gesagt "klappert" der ADC bei hohen Abtastraten, wodurch er an realer Auflösung und Genauigkeit. Sprich, das Rauschen wird größer. >Ist das aus den gegebenen Angaben irgendwie ersichtlich oder fehlen mir >da Informationen? Nein, diese Infos liefert der Hersteller, der das gemessen hat.
Wenn mich nicht alles täuscht ist V_resol = V_RH - V_RL / (2^12)-1 Die Auflösung ist von der Anzahl der INTERVALLE abhängig, nicht von der Anzahl der Werte. Beispiel: V_RH = 5 V, V_RL = 0 V Ein 1-Bit-AD kann dann zwar 2 Werte erkennen, nämlich 0 oder V_RH, aber er hat nur 1 Stufe, die Auflösung ist also 5 V / (2^1)-1 .
LuRi schrieb: > weiß jemand, wie man genau darauf > kommt, dass die Accuracy bei 12 MHz 8 Bit beträgt und bei 6 MHz dann 10 > Bit bzw. woher der Faktor 3 bei 6 MHz kommt (3*LSB)? Darauf kann man gar nicht kommen, wenn man nicht den genauen Typ des ADC kennt. Und wenn man den Typ kennt, dann schaut man ins Datenblatt, da steht das drin. Allerdings ist es vergleichsweise unsinnig, einen 12-Bit ADC bei einer Sample(?)-Frequenz zu betreiben, bei der die 4 LSB nur noch Rauschen liefern. Dann doch eher gleich einen schnelleren 8-Bit ADC.
Vielen Dank für eure Antworten! Also hier geht's nur um grobe Theorie. Der Prof. wollte glaub nur klarmachen, dass die Genauigkeit bei höherer Frequenz abnimmt. Danke :)
LuRi schrieb: > Der Prof. wollte glaub nur klarmachen, dass die Genauigkeit bei höherer > Frequenz abnimmt. Was so allgemein aber auch wieder nicht stimmt. Hängt nämlich stark vom Funktionsprinzip des ADC ab.
LuRi schrieb: > Der Prof. wollte glaub nur klarmachen, dass die Genauigkeit bei höherer > Frequenz abnimmt. Wenn du die Prüfung noch vor dir hast, dann bleib bei dem, was dir der Prof. erzählt hat und lass dich nicht von meinem Geschreibsel verwirren. Wenn du sie schon hinter dir hast, dann kannst du weiter lesen: ich habe den Eindruck, dein Prof. würfelt die Begriffe etwas durcheinander (zumindest deine Erinnerung daran, was dein Prof. dir erzählt hat). Eine gute Beschreibung der Fehler von ADCs ist aus meiner Sicht folgendes Dokument: http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-835.pdf Dort wird zwischen statischen (DC)und dynamischen (AC) Fehlern unterschieden. Die statischen Fehler sind im wesentlichen Offsetfehler, Verstärkungsfehler und Linearitätsfehler (differentiell und integral). Die werden aber wie gesagt statisch (bzw. mit sehr niedrigen Frequenzen) gemessen, nicht bei einigen MHz. Und diese Größen findest du im Datenblatt als "DC Accuracy" (Genauigkeit), siehe z.B. http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD7606_7606-6_7606-4.pdf Die dynamischen Fehler misst man in der Tat bei höheren Signalfrequenzen (meinetwegen bei 6MHz und bei 12MHz), ihre Auswirkung beschreibt man z.B. über das Signal-Rausch Verhälts (SNR) oder über Signal- zu Rauschen und Verzerrungen (SINAD) oder über die effektive Auflösung (ENOB) oder .... Deine Darstellung oben "xxxx xxxx yyyy" soll wohl die Aufteilung auf effektive Bits und "Rauschbits" zeigen. Diese Größen zeigen, wie schnell und verzerrungsarm und rauschfrei der ADC arbeitet, im Datenblatt stehen sie unter "AC Performance". Parameter einer Gruppe kann man ineinander umrechnen (aus dem Signal Rausch Verhältnis kann man die effektive Auflösung berechnen, der Wert gilt dann genau für diese eine Testbedingung, Frequenz...). Aber ob die effektive Auflösung bei 6MHz jetzt 8Bit oder 11,5Bit kann man nicht grundsätzlich berechnen, sondern man muss es durch eine Messung des SNR bestimmen (bzw. auf die Testmessung des Herstellers vertrauen, die der Datenblattangabe zugrunde liegt).
Eine kurze Zusammenfassung zu der Thematik gibt es auch hier: http://www.analog.com/static/imported-files/tutorials/MT-003.pdf Einmal alle Begriffe durcherklärt.
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