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Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP ADC Abtastrate Verständnisfrage


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von Maximilian P. (maxpis)


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Guten Tag,

ich habe eine Verständnisfrage zum 12-Bit ADC und der Abtastrate.

In meinem Programm habe ich einen Task, der alle 10 ms aufgerufen wird. 
In der Task wird unter anderem eine Funktion aufgerufen, die den ADC 
startet. Sprich alle 10 ms wird eine Umwandlung durchgeführt. Und ich 
lese den 12-Bit Wert aus.

Macht es denn einen Unterschied, wenn ich  die Abtastrate beispielsweise 
auf 100 000 SPS (Eine Umwandlung dauert 10 µs) oder auf 10 000 SPS (Eine 
Umwandlung dauert 100 µs) konfiguriere. Denn so oder so bekomme ich alle 
10 ms einen 12-Bit ADC Wert.

Gibt es da irgendwelche Nachteile wenn man die Abtastrate zu hoch 
stellt?

(Die Abtastfrequenz ist mehr als doppelt so groß wie das zumessenden 
Signal)

Vielen Dank für Eure Antworten

Grüße

Max

von Christian M. (Firma: magnetmotor.ch) (chregu) Benutzerseite


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Maximilian P. schrieb:
> Die Abtastfrequenz ist mehr als doppelt so groß wie das zumessenden
> Signal

Das nützt Dir überhaupt nix wenn Du

Maximilian P. schrieb:
> so bekomme ich alle 10 ms einen 12-Bit ADC Wert.

= 100Hz = Max. Signal 50Hz.

Gruss Chregu

von Gustl B. (-gb-)


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Verstehe ich nicht, vielleicht interessieren ihn nur Frequenzen 
unterhalb von 50 Hz?

Zur Umwandlungsdauer:
Was ist das denn für ein ADC, hast du ein Datenblatt oder eine genaue 
Bezeichnung?

Ich würde vermuten, dass bei längerer Umwandlungszeit hochfrequentes 
Rauschen weniger stört weil es herausgemittelt wird.

von M. W. (elektrowagi78) Benutzerseite


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Gustl B. schrieb:
> Ich würde vermuten, dass bei längerer Umwandlungszeit hochfrequentes
> Rauschen weniger stört weil es herausgemittelt wird.

... sofern sich das direkt auf die Integrations /-sample Zeit auswirkt, 
ja.

von Hp M. (nachtmix)


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Gustl B. schrieb:
> ch würde vermuten, dass bei längerer Umwandlungszeit hochfrequentes
> Rauschen weniger stört weil es herausgemittelt wird.

Ja, man könnte erwarten, dass dadurch die Eigenstörungen durch den 
Digitalteil des µC geringer werden.
Es kann aber auch das Gegenteil passieren, nämlich dass die 
Eigenstörungen als Schwebung auffallen, wenn irgend eine 
Softwareschleife mit geringfügig abweichender Frequenz dafür 
verantwortlich ist.
Man wird das testen müssen.

Auch auf mögliche Störungen durch die Netzfrequenz sollte man achten.
Generell ist es aber sinnvoll während der Wandlungszeit keine I/O- 
Operationen vorzunehmen, weil es durch die dann fliessenden Ströme zu 
einem erhöhten Rauschpegel auf der Masseleitung kommen kann.

von MJF (Gast)


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Eine höhere Abtastrate kann Sinn machen, wenn die dominante Störung beim 
ADC Rauschen ist. Ein digitaler Tiefpass, angewandt auf die ADC 
Ausgangsdaten, erhöht dann die Genauigkeit.
Grüße
Markus

von Mathias A. (mrdelphi)


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Maximilian P. schrieb:
> Gibt es da irgendwelche Nachteile wenn man die Abtastrate zu hoch
> stellt?

Wahrscheinlich etwas höherer Stromverbrauch -- wobei das in den meisten 
Fällen zu vernachlässigen sein dürfte, war nur mein erster Gedanke zu 
der Frage. Ansonsten mal im Datenblatt schauen welche Dinge beim ADC von 
der Abtastrate abhängig sind, ein Beispiel wäre die Umwandlungszeit was 
andere ja oben schon erwähnt hatten.

Von der Signalverarbeitung her sehe ich keinen Unterschied (für den Fall 
dass die Umwandlungszeit des ADC immer gleich ist, egal mit welcher 
Abtastrate er läuft), wenn Du sowieso nur 100 Werte übernimmst.

OK, ein Unterschied fällt mir gerade noch ein:

Wenn die 100 Hz von einer anderen Taktquelle kommen als die 
Abtastfrequenz des ADC (also nicht per unterschiedlicher Frequenzteiler 
aus einem gemeinsamen Oszillator stammen), dürfte bei höherer Abtastrate 
des ADC der Jitter kleiner werden, da die mögliche Zeitdifferenz 
zwischen dem eigentlichen Samplen und dem Abholen kleiner ist.

Aber da das Abholen in deinem Fall per Software geschieht, dürfte da eh 
ein recht großer Jitter drauf sein (d.h. dass die Abstände zwischen den 
Taskaufrufen vermutlich nicht immer exakt 10 ms sind sondern mal etwas 
mehr und mal weniger).

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