数据转换若然问题的求教和讨论分析

只看该作者 · 2011-12-9 11:04

各位大侠！
问题：用采样率为100KHZ的ADC(SAR逐次逼近型）去采样一个200KHZ的正弦波的顺时值，会得到什么样的结果？
   疑惑：
   1，不知道能不能得到正确的顺时值？根据奈奎斯特采样定理，需要400KHZ以上的采样频率才能对200KHZ的波形进行重构。但我这里仅仅是对顺时值进行采样，那么能得到正确的瞬时值？
   2，高于100KHZ采样频率的输入成分（此处为200KHZ的正弦波）会引入混叠？这个混叠是否会对SAR型ADC构成影响从而影响此200KHZ的顺时值的采集呢？200KHZ的输入波形将对ADC构成干扰？或者产生数字噪声？如果是这样将无法得到正确的瞬时值？
   3，一般的SAR型ADC内部有SHA(采用保持放大器），但似乎没有找到anti-alias(抗混叠滤波器）。此处对瞬时值的影响或许是其全功率带宽和其全线性带宽引起的？---个人认为瞬时值的采集可能仅仅只是其前端SHA的压摆率和抗混叠滤波器的影响。

   4，如果此ADC换成其他型号的ADC,比如积分型，SIGME-DETAL型会是何种结果呢？
      个人认为积分型为定时刷新其平均值，因此用100KHZ（积分型速率没这么快，此处只是打个比方）的积分型去采集200KHZ的正弦波会出现值不稳定，因为采集的周期不够多。
如果用100KHZ的SIGMA-DELTA,由于SOGMA-DETAL型号ADC内部采样率远高于200KHZ因此无干扰。
   希望大侠能指出以上错误理解之处。

只看该作者 · 2011-12-9 13:08

1. ADC前都会有采样保持电路。采回来的就是采样保持器保存的当时的时值，无论输入信号为什么。
2. 抗混叠滤波器是不会在ADC内部的，因为是否会发生混叠，AD本身没法知道，知道也没法处理，只能老老实实地根据采样频率，采样-转换-量化。
3. ADC内部的转换流程，只会影响转换的速度，不会影响（或影响极微）结果，因为结果只会由采样频率，采样精度影响。无论是SAR、还是SIGME-DETAL，采出来的都是当前的采样保持电路的值。它们只影响器件最高的采样频率。

4. 抗混叠滤波器只能过滤在信号带宽以外的信号，以免这些信号因为欠采样，而混叠到有效信号的里头。本质上就是一个很普通的一般的滤波器，这个名称只是让用途命名而已。
你现在有有效信号就已经是200KHZ了，你要怎么做？
1. 接一个50K以下的抗混叠滤波器，然后200KHZ被虑掉，什么都没有。
2. 不接混叠滤波器，取样后取得200KHZ在50KHZ以内的混叠后的信号。

只看该作者 · 2011-12-9 13:09

“如果用100KHZ的SIGMA-DELTA,由于SOGMA-DETAL型号ADC内部采样率远高于200KHZ因此无干扰。“只要采样率不变，再高速的AD，都是一样的。

只看该作者 · 2011-12-10 23:58

十分感谢Tinnal大侠！
看了大侠的详细回帖没有立即回复，对ADC一些资料详细看了思考以后再回这个帖子。
几乎所有ADC（双斜率积分型等除外）都是SHA+采样，因此采样的都是瞬时值，没有抗混叠滤波器的参与。抗混叠滤波器需要单独设计。
开始疑惑SIGMA-DELTA的采样率，后来仔细看了一下它的原理发现这个采样率是对其瞬时值进行高斯抖动样本采样所用，似乎与其抗混叠无关系。
在波形重构时使用过采样可降低抗混叠滤波器的设计难度。但在SIGMA-DELTA中似乎没有或者无法采用过采样来实现这一的功能？因为本身转换率比较低，这决定了本身的采样率，而非外界接入的较高频率的采样时钟（此时钟仅用于高斯抖动采样）。
十分感谢！