Hallo Leute,
ich habe eine Frage zum Quantisierungsfehler sowie der Genauigkeit bei
ADCs.
Und zwar hab ich mir folgendes notiert:
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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)
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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).
