过采样

只看该作者 · 2016-6-3 13:34

有没有大神有没有给通俗介绍下，过采样原理，过采样时要加入什么白噪声，怎么理解，有事探讨下

只看该作者 · 2016-6-3 14:10

“假设输入信号不断变化，量化误差可以看作能量均匀分布在0~fs /2上的白噪声。”如何理解这句话

只看该作者 · 2016-6-3 15:14

通俗解释一下，比如一个3位ADC，基准电压8伏，那么ADC输出是0 1 2...8，待测信号直流2.1V，如果正常测，测的的值绝大部分都是2V，后处理取平均还是2V，过采样也没用。加入一定白噪声后，可能那么越有10%输出值是2，90%的是3，那么取平均后就是2.1V。通俗理解就是这样。

只看该作者 · 2016-6-3 15:31

AD797 发表于 2016-6-3 15:14
通俗解释一下，比如一个3位ADC，基准电压8伏，那么ADC输出是0 1 2...8，待测信号直流2.1V，如果正常测， ...

白噪声如何加入呐？白噪声又是什么样的噪声

只看该作者 · 2016-6-3 16:55

idqiye 发表于 2016-6-3 15:31
白噪声如何加入呐？白噪声又是什么样的噪声

自己看书吧。

只看该作者 · 2016-6-3 17:01

AD797 发表于 2016-6-3 16:55
自己看书吧。

求推荐一本书

只看该作者 · 2016-6-3 17:08

idqiye 发表于 2016-6-3 17:01
求推荐一本书

找本ADC的书看看，或者到TI。AD网站上找文档，Δ-Σ ADC方面的

只看该作者 · 2016-6-3 17:15

AD797 发表于 2016-6-3 17:08
找本ADC的书看看，或者到TI。AD网站上找文档，Δ-Σ ADC方面的

找到一个**，不过这个量化噪声变宽怎么理解？为什么只分不到0到KFs/2范围内？

只看该作者 · 2016-6-3 17:37

这里说的是量化噪声，你先了解一下什么量化噪声。再想想采集后的信号傅里叶变换后的频谱…… 几句话讲不清，找几份资料自己慢慢理解吧

只看该作者 · 2016-6-3 19:02

这个ADI的文件讲的还算清楚。

只看该作者 · 2016-6-4 15:55

AD797 发表于 2016-6-3 17:37
这里说的是量化噪声，你先了解一下什么量化噪声。再想想采集后的信号傅里叶变换后的频谱…… 几句话讲不清 ...

这方面貌似没系统的资料，不过非常感谢，大神的解答，我好好搜搜

只看该作者 · 2016-6-4 19:24

本帖最后由 Jack315 于 2016-6-4 19:29 编辑

LZ 看看下面的资料有没有帮助（把 “_” 换成 “.”）

Nyquist 频率：
bbs_21dianyuan_com/thread-149855-1-1.html

量化噪声：
www_doc88_com/p-5807317014758.html

只看该作者 · 2016-6-4 20:54

idqiye 发表于 2016-6-3 15:31
白噪声如何加入呐？白噪声又是什么样的噪声

可以看得出你的基础知识还差得远

想做产品肯定是不够了，从头开始学吧

只看该作者 · 2016-6-4 21:01

idqiye 发表于 2016-6-3 15:31
白噪声如何加入呐？白噪声又是什么样的噪声

白噪音就是各个频率上功率相同的信号，这个白的意思就是从光学里来的，白光就是各个波长（频率）上功率相同的光，赤橙黄绿青蓝紫，他们能量都一样，混起来就是白光

加入白噪音的技术叫dither，抖动

只看该作者 · 2016-6-4 21:07

以前用黑白针式打印机打印灰度图像，就要用到抖动算法。

只看该作者 · 2016-6-5 17:17

一段信号的量化噪音的能量是基本固定的，带宽基本上是无限的，高于采样频率1/2倍的能量会通过混叠的方式折叠回来，最终保证能量的守恒。因此采样频率高一些，量化噪音的能量分布的频带就宽一些，单位HZ内的能量就小一些。在量化噪音与输入信号不相关时，量化噪音基本可当作白噪声，能量在0~【1/2采样频率】之间呈均匀分布。

只看该作者 · 2016-6-5 19:26

然而在量化噪音与输入信号相关时，量化噪音将带来严重的谐波失真。

如上图，采样频率48kHz，信号为1kHz的未添加抖动（dithering）的8位分辨率的理想正弦信号。由于采样频率为信号频率的整数倍，量化噪音与输入信号产生关联，量化噪音分布严重不均匀，能量集中在输入单频信号的谐波处，带来严重的谐波失真。特别留意这时：THD=0.2667% (即：-51.16 dB), THD+N=0.2767%（即：-51.16 dB）, 也就是说基本上没有噪音，只有失真了。这个问题在测量设备（DUT）的失真时，尤其要注意测试信号频率和采样频率的选择，避免由于量化噪音与测试频率相关而人为造成假失真。

解决的办法有两个：

1. 改变测试信号频率（或采样频率），避免由于量化噪音与测试信号频率相关。现在将1KHZ的信号改为1001HZ。

如上图，采样频率48kHz，信号为1001Hz的未添加抖动（dithering）的8位分辨率的理想正弦信号。由于采样频率为信号频率的非整数倍，避免了量化噪音与输入信号产生关联，量化噪音基本上分布均匀。特别留意这时：THD=0.0772% (即：-62.25 dB), THD+N=0.2942%（即：-50.63 dB）, 也就是说基本上THD+N基本跟前例一样，但从图上看谐波失真大大减小，基本上淹没于噪音中了。这也大大提高了另一个关键参数SFDR (Spurious Free Dynamic Range) 。

2. 在信号中添加点抖动（Dithering），来让与输入信号相关的量化噪音变得不那么相关。

如上图，采样频率48kHz，信号为1kHz的添加了抖动的8位分辨率的理性正弦信号，所添加的抖动为信号幅度的1/256（或者1 Bit）的白噪声。量化噪音呈现为均匀分布。特别留意这时：THD=0.0602% (即：-64.41 dB), THD+N=0.4173%（即：-47.59 dB）, 也就是说THD+N比前两例增加了一点，但从图上看谐波失真大大减小，基本上淹没于噪音中了。这也大大提高了另一个关键参数SFDR (Spurious Free Dynamic Range) 。

只看该作者 · 2016-6-6 09:33

nethopper 发表于 2016-6-5 19:26
然而在量化噪音与输入信号相关时，量化噪音将带来严重的谐波失真。

没看懂你的仿真；ADC或DAC量化产生的谐波是 k*fc+/-fs 吧，fc是采样频率，fs是信号频率

只看该作者 · 2016-6-6 09:58

xuplastic 发表于 2016-6-4 20:54
可以看得出你的基础知识还差得远

想做产品肯定是不够了，从头开始学吧 ...

是额，对这一窍不通，都不知道从哪入手

只看该作者 · 2016-6-6 09:58

Jack315 发表于 2016-6-4 19:24
LZ 看看下面的资料有没有帮助（把 “_” 换成 “.”）

Nyquist 频率：

好的，谢谢，大神们

过采样

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