Используйте два канала АЦП для увеличения разрешения

Мне нужно захватить форму сигнала с низкой амплитудой, которая располагается поверх медленно меняющейся компоненты с большей амплитудой. Я имею в виду использование АЦП с двумя каналами и подачу на один из них отфильтрованной версии сигнала нижних частот, а на другой - от усиленной отфильтрованной версии сигнала верхних частот. Это увеличит видимое разрешение моего АЦП. Я ошибаюсь? Можете ли вы предвидеть какие-либо проблемы с этим?

Я забыл сказать, что мне нужно захватить и низкочастотный компонент (для алгоритма необходимо среднее значение сигнала).

Частота "высокой" частоты составляет от 0,01 до 10 Гц. Низкочастотный компонент - это, в основном, среднее значение сигнала, но оно может изменяться медленно. Быстроменяющийся компонент может иметь амплитуду в 100 раз меньше максимального среднего значения. Микроконтроллер, который мы будем использовать, имеет 12-разрядный АЦП (я не могу это изменить), но со многими каналами.

Это очень хорошая идея. В BioTac тактильные датчики от Syntouch делают это очень то же самое. Внутри них есть датчик давления, который фиксирует как низкочастотную часть сигнала со скоростью около 50 сП, так и высокочастотные компоненты, усиленные и дискретизированные при 2000 сП. Это прекрасно работает.

Тем не менее, я не знаю, можете ли вы на самом деле объединить эти два сигнала, чтобы создать более высокое разрешение, т.е. больше битов. Вы можете сделать это с некоторой умной обработкой сигнала, но это не будет тривиальным.

Еще один способ увеличить разрешение АЦП - передискретизация . Если вы возьмете 16 12-битных выборок (и при условии, что есть хотя бы один LSB шума), тогда вы действительно увеличите эффективное разрешение.

Возможно, вы могли бы подать необработанную форму сигнала на 1 канал АЦП, а затем использовать ЦАП, управляемый вашим микроконтроллером (или другим устройством, на котором работает ваш алгоритм), чтобы вычесть низкочастотный компонент, а затем усилить остаточный сигнал на 2-й канал АЦП. ЦАП может быть даже ЦАП с дельта-сигмой.

Я думаю, что это дало бы вам лучшие результаты, чем если бы вы использовали аналоговый фильтр верхних частот, потому что передаточная функция необработанного ввода во 2-й канал была бы более легко охарактеризована, если бы была выполнена в цифровом виде, по сравнению с неизвестной (и потенциально изменяющейся) передаточной функцией аналог.

Но трудно сказать без знания частотного содержания + другие требования.

Это не имеет большого смысла. Так как вы, очевидно, заботитесь только о высоких частотах, почему бы просто не подать на A / D сигнал, отфильтрованный верхними частотами? Ничто в вашем описании не объясняет, почему вы хотите посмотреть на сигнал низкой частоты. Подача этого в A / D не принесет ничего полезного.

Если две частоты достаточно близки друг к другу, так что их аппаратное разделение будет затруднено, тогда можно поместить композитный сигнал в аналого-цифровой и отфильтровать цифровым способом. Тем не менее, аналого-цифровой преобразователь должен иметь достаточное разрешение для малого сигнала, в то же время имея диапазон для большого медленного сигнала и выборки, достаточно быстрой для правильного представления быстрого сигнала. Это может быть невозможно.

Мы можем предложить что-то более конкретное, если вы укажете подробности амплитудного и частотного диапазона двух сигналов и с каким разрешением или отношением сигнал / шум вам нужно измерить быстрый сигнал.

Используйте пару полосовых фильтров с фиксированным усилением, настроенных так, чтобы они соответствовали центральной частоте каждого из двух компонентных сигналов. Подайте каждый отдельный сигнал на свой АЦП. Вуаля ... Работа сделана.