опять про АЦП

[Yellow Tiger]

я несовсем силён в английском, поэтому и спрашиваю. ... тока ответа на вопрос КАК СДЕЛАТЬ нигде невидно...

DimonPhysic, а в чем проблема-то? Все 14 страниц талдычат об очень простом обстоятельстве. См. на рисунок - рассмотрим три последовательных величины на шкале измерений, расстояние между ними равно цене младшего бита.
Если на сигнал (будем пока считать его постоянным) наложен случайный шум (отсчеты из точек на оси превратятся в отрезки), то просуммировав его и усреднив мы должны получить медиану, однако тут мешает дискретность измеренной величины. Если амплитуда шума меньше цены младшего разряда (см. узкую полоску) то все разные значения будут измерены, как одинаковые. А суммируя (любое количество) одинаковых величин и усредняя их, мы получим... ту же самую величину. Если же амплитуда шума превышает цену младшего разряда (см. вторую полоску, пошире расстояния между отсчетами), то часть отсчетов будет иметь величину N, а другая часть - величину N-1. Если шум белый, то распределение отсчетов внутри полоски будет равномерным и тогда тот факт, что отсчетов с величиной A - 25%, а отсчетов с величиной B - 75% можно интерпретировать как равенство искомой величины выражению 0,25*A + 0,75*B.
Реальная математика чуть сложнее но смысл именно таков.

Таким образом, достаточно подмешать к полезному сигналу другой сигнал, удовлетворяющий условиям, и накапливать сумму 2**N измерений, получая сдвигом на N/2 разрядов вправо дополнительно N/2 разрядов результата. Метод подмешивания сигнала зависит от схемы измерительной цепи. Например, можно питать измерительный мост суммой постоянного напряжения и "шума".
Что здесь еще нужно описывать обучалкой?

[DimonPhysic]

Вроде доперевёл...
Правильно ли я понял?
1. Мешаем шум амплитудой пару М3Р если надо.
2. Суммируем 4^n выборок. Где n- желаемое колличество добавляемых бит.
3. Делим результат на 2^n. Или сдвигаем на n.

ЗЫ

повышение разрядности м. рассматривать, как бесплатное (ну, почти - нашуметь только) приложение.

Да мне, пожалуй, шуму то хватит. Стало быть, бесплатное.
ЗЗЫ Вопрос не в тему: как цитировать с указанием автора? Реально не могу догнать(тока не смейтесь:))

[Yellow Tiger]

Правильно ли я понял?
1. Мешаем шум амплитудой пару М3Р если надо.
Да мне, пожалуй, шуму то хватит.

-- Сам сказал "хватит", а сам подмешивать собирается...
Да, вроде все правильно. Лучше я в понедельник проверю, а не в тяпницу...

Вопрос не в тему: как цитировать с указанием автора? Реально не могу догнать(тока не смейтесь:))

Каждый пост имеет справа-вверху кнопочку - , жамкни её, "дверь и откроется".

[Сэр Мурр]

Дык. Был на своей латифундии, малость потерял тему. В общем, Жёлт -ый Тигр ответил практически то же, что и я хотел.
Касаемо подмешивания шума.
Моделирование в Матлабе показало реальную возвожность усиливать сигнал с помощью шума. НО! Это всё делалось не на реальном сигнале, а с массивов данных в памяти компа. Короче, добавляя сигнал к шуму, и проводя усреднение, получали усиление- не очень большое, не задаваеиое предварительно- но получали. Ессно, результат зависел от величины шума- чем он был меньше, тем требовалось больше итераций для усиления.
В случае повышения разрядности АЦП не вижу особой потребности специального подмешивания внешнего шума- дрожание младших разрядоа АЦП и так эквивалентно требуемому шуму. Так что достаточно накопления и усреднения.

[DimonPhysic]

Доброго всем времени. Сегодня проверил на реальной схеме. Вроде работает. Да тока слово "работает" имеет тут неопределённое значение: цифры выводит, токо шо оно за цифры... Пробовал сверяться с вольтметром-вроде при 12 битах неплохо. Точнее померять немогу: нет достаточно точного источника напряжения. Что будет при, скажем, 14 битах пока не представляю. Но, думаю, какой-то предел "холяве" то должен быть. Для баловста(чем я щас и занимаюсь:)) метод конечно офигеть, но применить его для чего-то сетьёзного как-то стрёмно...

ЗЫ Если основная составляющая шума-50Гц, то, как я понимаю, интеграл во времени навряд будет равен 0(или нужно согласовать частоту сэмплирования, что не просто). Каким образом данное абстоятельство скажется на результате?

[ARV]

Поймите одно: шум не может (не должен) иметь какую-то "основную" частоту! Его спектр должен быть плоским в широчайшем диапазоне частот - от 0 до хххххх Гц. Только в этом случае этот шум может считаться случайным. Метод оверсэмплинга теоретически выводится именно из предпосылки, что шум имеет абсолютно случайный характер. Чем дальше вы отступаете от этого - тем больше ваши "дополнительные" разряды имеют прямую связь с бурями на Марсе, насморком японского императора и количеством блох на вашей собаке... Т.е. это будет не повышение разрядности, а самовнушение.

P.S.
1. Идеальный шум очень сложно технически получить. Уж так выходит, что схемотехника - детерминированная штука, т.е. ее поведение довольно хорошо предсказуемо. Отсюда следует, что не только "бесконечного" увеличения разрядности невозможно обеспечить, но даже 2-3 "точных" разряда - это уже труднодостижимый параметр.
2. Если сигнал, подаваемый на АЦП, имеет переменную составляющую, вы можете нарваться (и наверняка нарветесь) на биения - думаю, вы понимаете, что это за эффект и почему он возникает. Разумеется, если соотношение частот велико - эффект труднообнаруживаемый, но в случае оверсемплинга, когда частота АЦП фактически становится очень низкой - эффект может быть существенным.
3. Обратите внимание на свои собственные слова, сказанные в конце: во-первых, как доказать, что вы что-то улучшили, если приборов подходящих нет, и, во-вторых, зачем это надо, кроме как "поиграться"?

[Сэр Мурр]

Поймите одно: шум не может (не должен) иметь какую-то "основную" частоту!
P.S.
1. Идеальный шум очень сложно технически получить. Уж так выходит, что схемотехника - детерминированная штука,....
..
Шум, эквивалентный половине МЗР получить весьма просто,

Согласен с обеими утверждениями \

[ARV]

Согласен с обеими утверждениями

а процитировано-то 3 утверждения а если и детерминизм приплюсовать - то все 4

[Сэр Мурр]

Общение с нашим записным спорщиком под некими магическими цифрами не прошло даром- Вы уже научились не только вычислять, но и создавать блох...( не принимайте за упрёк- я пытаюсь шутить )

[ARV]

Прибавлю модераторам работы....
Пошутить я люблю и сам и ранее даже пинков получал - сейчас, видимо, или шутить разучился, или пинать все устали
Но вообще-то лишних блох я не создаю, во всяком случае на более-менее серьезные вопросы стараюсь отвечать серьезно... Ну, а если в чем-то облажался - то без злого умысла, поправьте...
Всё нормально. Претензий нет. Попытаюсь найти дополнительные аргументы в споре. Сэр Мурр

[Yellow Tiger]

Идеальный шум очень сложно технически получить

Если не загонять оверсэмплинг в область "идеальных измерений", то идеальный шум тоже не понадобится. И даже периодическим сигналом пользоваться можно, если не на авось:

зачем это надо, кроме как "поиграться"?

Полагаю, что все же есть и вполне земные области применения - расширение ДД, повышение отношения С/Ш. Если еще остались у кого-то "на полках" 8-разрядные АЦП (или м/к с ними), то им прямая дорога к этой технике. Главное - соблюдать требования и знать меру.

P.S. Насчет того, что "2-3 точных разряда - это уже труднодостижимый параметр", хочется уточнить - откуда такая жесткая оценка?
Я как-то встречал утверждение, что удавалось на 16 разрядов выйти, человек тот не выглядел легкомысленным, хотя, 96дБ это не хухры-мухры.

[ARV]

Я совершенно не оспариваю утверждения Yellow Tiger-а. Просто привык давать несколько "утрированные" оценки, чтобы отрезвлять слушателя при необходимости

А теперь небольшие пояснения к моим словам.
1. Надеюсь, про идельный шум и вы со мной спорить не станете. А на счет неидеального - конечно, можно и с ним, и результат будет какой-то... но 16 разрядов - это, имхо, перебор для такого случая
2. На счет 2-3 разрядов все легко объяснимо. Возьмем среднего любителя: чем он располагает в своей лаборатории? В лучшем случае осциллографом, но чаще - китайским тестером. У обоих приборов точность измерения напряжения явно не такая, чтобы надежно зафиксировать даже 2,5 мВ, которые легко получаются в младшем бите стандартного разрешения AVR-овского АЦП. Теперь, предположим, мы расширяем до 12 бит. т.е. в 4 раза меньше - это счет идет уже на десятки микровольт... Имхо, величины, неподвластные надежному измерению любителем... наводки от соседней радиостанции, продетектированные любым переходом. будут соизмеримы с этими уровнями... Т.е. отсюда вывод - сделать-то можно, но ни доказать, ни тем более доверять результату - будет нельзя...
3. Надеюсь, по п.2 и заодно по высказыванию "о знании меры", можно сделать вполне закономерный вывод, что это все-таки хоть и реальный, но бессмысленный путь для любителя... Собственно, я такой вывод и делал ранее...

[Yellow Tiger]

Ну, 16 бит не обязаны совпадать с "таким случаем", согласитесь - я этого не говорил.

Я всё же думаю, что не все радиолюбители не в состоянии работать с десятками микровольт. Так вот, с ходу, м.б. и не лучший пример - разные измерительные схемы, мосты, термопары, тензометры... Я же не утверджал, что это всем "позарез нужно".

Чем располагает сегодня радиолюбитель... ну, микроконтроллеры у него точно есть - уже 10 бит АЦП, минимум; 12-битные АЦПы не так чтобы и очень дороги, значит - доступны, когда это необходимо; тестеры, кстати, есть разные, в частности, есть и с пятью значащими разрядами, разрешающей способностью 10мкВ и погрешностью ±(0.05% + 3) - вот, например, а-то и покруче - ±(0.006% + 2).
А потом, ведь повышение чувствительности - не единственное, чего можно добиваться этой техникой. Впрочем, об этом я уже писал выше...

Возьмем среднего любителя...

Просто, не все радиолюбители средние - они разные. И отказывая кому-то в том, чтобы пояснить некую тонкость или трудность, нельзя быть уверенным, что ему эта тонкость не пригодилась бы - пусть себе её знает, сумеет он это знание реализовать, или нет - дело будущее.
Хотя, если переформулировать слова о "бессмысленном, для любителя, пути" в том духе, что чаще всего - непрактично, но есть-таки некоторые задачи, где, при надлежащих усилиях, это дает хорошие результаты, то соглашусь!

[Пухич]

термопары, тензометры

Согласитесь, что там речь идет обычно не о 10мкВ. Это я вам по собственному опыту скажу.

[ARV]

в некоторых случаях при определенных условиях существуют такие ситуации, когда радиолюбитель соответствующей квалификации теоретически и практрически может с определенной точностью и вполне разумными компромиссами при умеренных затратах достичь разрешения АЦП путем оверсемплинга до 16 разрядов

[Neekeetos]

А теперь небольшие пояснения к моим словам.
1. Надеюсь, про идельный шум и вы со мной спорить не станете. А на счет неидеального - конечно, можно и с ним, и результат будет какой-то... но 16 разрядов - это, имхо, перебор для такого случая

Смысл не в том чтобы шум был идеальным, подходит любой сигнал у которого среднее значение равно 0 а сам он не совпадает по частоте с частотой оцифровки, тогда его сумма с постоянным входным сигналом к примеру будет давать разные измерения - вокруг порога дискретизации а в среднем - более точное значение тк осредняется ошибка дискретизации ацп. Вообще на авр можно ничего не подмешивать, там в ацп шумная схема выборки-хранения, я просто повышаю частоту оцифровки до максимума ацп - получаются шумные измерения, которые в среднем дают очень неплохую разрядность >10 бит (понятно что с ошибками вроде нелинейности ацп и смещений надо бороться отдельно).

[Yellow Tiger]

Согласитесь, что там речь идет обычно не о 10мкВ. Это я вам по собственному опыту скажу.

Речь шла о десятках, вообще-то. Скажем, обыкновенный Д9х (в прозрачном баллоне, разумеется) под настольной лампой дает 0,1мВ, значит под люстрой он должен дать в несколько раз меньше. :о)
Но, я же сказал - пример м.б. не самый удачный.

в некоторых ... при определенных ...соответствующей ...

"Ах, ах, ах! Анна Каренина!..." :о)))
Между прочим, козырный туз не играет тоже только при некоторых, определенных, соответствующих раскладах. Но именно такие моменты дорогого стоят. :о)))

P.S. В общем, Ваши аргументы ясны и весомы. Хотя, лично мне они не кажутся исчерпывающими. Все имеют право на творчество (если оно не противоречит действующему законодательству.).

© Мир, Дружба,.. жувачка!

[ARV]

В общем, Ваши аргументы ясны и весомы. Хотя, лично мне они не кажутся исчерпывающими.

Взаимно

[Yellow Tiger]

[DimonPhysic]

Товарищи, разрешите спросить, пока дырнет не сдох надолго...- о чём вы спорите??? Похоже, что ВЫ пытаетесь решить нужно или не нужно мне использовать овэрсемплинг:)

в некоторых случаях при определенных условиях... соответствующей квалификации...

Случай: каникулы
Условия: домашняя лаборатория с тестером и паяльником и... всё, плюс университетская лаборатория усилительных приборов. Если загорется, особо сильно, можно померять напряжение с точностью до девяти знаков.
Квалификация: студент радиофиз. факультета КНУ.
Помоему все факторы способствуют тому, чтобы прострадать оставшееся время всякой фигнёй.

во-вторых, зачем это надо, кроме как "поиграться"?

В где-то в соседней теме я просил помочь спаять "вумный" прибор. Так я его и не спаял... А между прочем, с АЦП в 13 бит можно было бы
решить проблему. Исли бы я знал, как выпрямить и усреднить переменный ток сохранив при этом необходимую точность... Это по поводу геде применить.