Какова цель времени дискретизации АЦП?

Я пытаюсь понять использование времени выборки АЦП?

АЦП у меня имеет программируемое время выборки 100 нсек / 500 нсек и 1 мксек. Каков основной вариант использования более длительного времени выборки, почему бы вам не использовать 100 нсек для каждого сигнала?

[Я также слышал, что время выборки называется альтернативными именами. Меня интересует выборка цепей и время удержания непосредственно перед преобразованием.]

Дополнительный вопрос: что произойдет, если сигнал изменяется по амплитуде во время выборки? Если оно падает или растет? Будет ли АЦП занимать последнюю позицию сигнала или он производит какое-то усреднение? Если усреднение, что является основой для этого, как это работает?

Характеристики АЦП:

Конденсатор: мин. 4 пФ, макс.

Сопротивление переключателя: 1,5 К мин., 6 К Макс.

время выборки: 100 нс, 500 нс (есть более длинные варианты, но они не имеют значения)

Многие входные цепи АЦП будут подключать конденсатор с непредсказуемым состоянием заряда к входу, который они собираются отобрать. Если вход является источником с очень низким импедансом и не «сдвигается с места», это не представляет проблемы; эта емкость будет быстро соответствовать напряжению на входе. Если вход является источником с умеренным импедансом, но имеет очень низкую емкость, подключение этой емкости может нарушить напряжение на входе, но напряжение на входе относительно быстро вернется к правильному значению. Если вход является источником с высоким или средним импедансом и имеет большую собственную емкость (например, для 12-разрядного АЦП, он превышает емкость дискретизации АЦП в несколько тысяч раз), и если показания не принимаются слишком часто, большой конденсатор можно считать источником с низким импедансом, который не будет "

Если АЦП ждет достаточно долго между подключением входной емкости и снятием показаний, любое возмущение, вызванное переключением входной емкости, скорее всего уладится. С другой стороны, в некоторых ситуациях такое время установления не требуется, но необходимы быстрые показания. Программирование времени сбора данных позволяет учитывать оба типа ситуаций.

Я предполагаю, что вы говорите о АЦП с конденсатором выборки (например, АЦП с последовательным приближением, который является наиболее распространенным типом).

Если вы говорите о АЦП со встроенным мультиплексором, то время выборки очень важно, поскольку оно позволяет установиться напряжению на конденсаторе выборки АЦП после переключения с предыдущего канала. (Подробнее об этой проблеме в записи в блоге, которую я написал .)

Если вы говорите об АЦП с одним каналом, то время выборки все еще важно, даже если он выполняет выборку только одного сигнала, потому что напряжение на конденсаторе выборки АЦП должно быть подхвачено к этому сигналу при его повторном подключении к входу. и заряжается от прежнего напряжения до нового напряжения. Если у вас есть входной сигнал с низкой пропускной способностью, это не такая уж большая проблема, но если у вас есть относительно быстро меняющийся входной сигнал, вам нужно убедиться, что конденсатор сэмплирования догоняет его, предоставляя достаточное время выборки.

Более подробный пример для АЦП с одним сигналом:

Сравните частоты вашего сигнала с частотой дискретизации. Допустим, это синусоидальные волны 10 кГц и частота дискретизации 100 кГц. Это сдвиг фазы на 36 градусов между образцами. В худшем случае, когда ваш сигнал проходит через ноль (так же, как длина дня меняется быстрее всего в день равноденствий, а не в день солнцестояния); грех (+18 градусов) - грех (-18 градусов) = 0,618. Поэтому, если у вас синусоида с амплитудой 1 В (например, от -1 В до + 1 В или от 0 до 2 В в случае смещения), разница между выборками может составить 0,618 В.

Между входным выводом и конденсатором дискретизации АЦП имеется ненулевое сопротивление - как минимум, это сопротивление переключателя дискретизации, но оно также может включать внешнее сопротивление, если оно есть; Вот почему вы почти всегда должны размещать хотя бы какой-нибудь локальный накопительный конденсатор на входе любого АЦП. Вычислите эту постоянную времени RC и сравните со временем выборки, чтобы посмотреть на падение переходного напряжения после повторного подключения конденсатора выборки к входному напряжению. Предположим, что ваше время выборки составляет 500 нс, а рассматриваемая постоянная времени RC равна 125 нс, то есть время выборки составляет 4 постоянные времени. 0,618 В * е ^ (- Т / тау) = 0,618 В * е ^ (- 4) = 11 мВ -> Напряжение на конденсаторе дискретизации АЦП по-прежнему на 11 мВ меньше его окончательного значения. В этом случае я бы сказал, что время выборки слишком мало. В общем, вы должны смотреть на счетчик битов АЦП и ждать что-то вроде 8, 10 или 12 постоянных времени. Вы хотите, чтобы любое переходное напряжение уменьшилось до менее чем 1/2 LSB АЦП.

Надеюсь, это поможет....