ADC allgemein Ansprechwahrscheinlichkeit

[Gustl B. (-gb-)]

Hallo, ich habe mit einem ADC viele Daten (knapp 11M Samples) 
aufgenommen während wir eine Probe im TEM angeguckt haben. Gleichzeitig 
hatte ich das Signal auch am Oszi und das kann Intensity Grading, das 
sah schick aus, also habe ich sowas aus den ADC Samplewerten auch mal 
mit Python gerechnet. Bild ist im Anhang.
Was auffällt ist, dass da horizontale Linien drinnen sind. In Y Richtung 
ist der ADC Wert, das ist ein 12 Bit AD7356 bei dem hier die werte von 
2048 ... 4095 aufgetragen sind in Y-Richtung (bipolare Beschaltung, 
unipolares Signal am Eingang). Jedenfalls ist die Y-Position nicht 
irgendwie interpoliert, sondern jede Zeile im Bild ist wirklich eine 
ADC-Stufe.
In X Richtung geht die Zeit. In eine Spalte im Bild habe ich 8192 
Samples aufgetragen. Also quasi ein Array[x,y] in dem ich alle 8192 
Samples den x um eins erhöht habe, y ist der Samplewert -2047 (weil nur 
die obere Hälfte des ADC Eingangsbereiches verwendet wurde).

Woher kommen diese horizontalen Streifen? Für mich sieht das so aus als 
wäre die Ansprechwahrscheinlichkeit der ADC-Stufen nicht genau gleich.

Edit: Das Bild ist in Y-gespiegelt, also niedrige ADC-Werte sind oben. 
Ganz oben als 2048 und ganz unten 4095. Aber es geht nicht bis unten 
weil da ein Verstärker vor dem ADC am Anschlag war (helle Linie).

[c-hater (Gast)]

Gustl B. schrieb:

> Woher kommen diese horizontalen Streifen? Für mich sieht das so aus als
> wäre die Ansprechwahrscheinlichkeit der ADC-Stufen nicht genau gleich.

Für mich sieht das eher so aus, als wäre während der Meßzeit eine oder 
mehrere Störspannungen überlagert gewesen.

Mit einer FFT sollte man sie sehr viel deutlicher sichtbar machen 
können.

[Gustl B. (-gb-)]

Naja, die Zeit der Aufnahme, also von einzelnen Samples spielt hier 
keine Rolle, ich könnte auch alle Samples in eine Spalte auftragen oder 
mal einen Häufigkeitsplot machen.

So, jetzt mit dem Signalgenerator aus meinem Oszi, ich habe das Signal 
auf Rauschen mit maximaler Amplitude gestellt. Jetzt ist der ADC-Wert in 
X aufgetragen, Häufigkeit als Helligkeit und Zeit in Y. Je Zeile im Bild 
werden 2^(14) Samples verbraten.

Die Linien sind jetzt natürlich vertikal. Können natürlich vom DAC des 
Signalgenerator kommen, aber ich habe leider keine andere schöne 
Rauschquelle.

[Wolfgang (Gast)]

Gustl B. schrieb:
> Für mich sieht das so aus als wäre die Ansprechwahrscheinlichkeit
> der ADC-Stufen nicht genau gleich.

Ist sie auch nicht. Normalerweise wird dieser Fehler im Datenblatt unter 
der Eigenschaft Differentielle Nichlinearität abgehandelt.

[Gustl B. (-gb-)]

Aha, vielen Dank! Hier 
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD7356.pdf 
Seite 8 Figure 4 zeigt auch so Linien. Ist es das?

[Wolfgang (Gast)]

Gustl B. schrieb:
> Ist es das?

Ja. Bei einem DNL-Fehler von 0.1LSB ist die Stufe des Wandlers sozusagen 
10% breiter als eine Durchschnittsstufe. Damit tritt bei einem 
gleichverteilten Eingangssignal diese Stufe also 10% häufiger auf als 
eine Durchschnittsstufe. Das können dann schon 20% Unterschied zum 
Nachbarwert sein.