请教一个ADC采样定理的问题！

只看该作者 · 2007-6-6 16:20

   香农采样定理说，采样频率需要大于或者等于被采样信号最大频率的2倍才能保证采样后的信号不发生混频现象。照此说来，一个标值为200K SPS（200K采样 /秒）的ADC芯片，最多只能采样100K HZ的周期信号。
    但在实际应用中，如果我的被采样信号为5 ms的周期信号，即200HZ的信号，感觉完全可以采用200 SPS的采样芯片啊？即每次精密控制周期信号的到来，然后精确同步采样，请问各位大侠，可以吗？不可以的话，为什么？
    谢谢！

只看该作者 · 2007-6-6 16:23

仅为理论探讨，不涉及具体数据即使用，当前ADC芯片大多数的速率都比较大。

1万 · 2007-6-6 17:00

如果采样频率没有信号频率(准确的说是信号的带宽)的两倍以上,那么将会发生频率混叠,从而无法恢复出原信号。

不知道你所说的200Hz信号是什么信号，如果只是单一频率的话，是可以实现的,因为200Hz的单频信号带宽很窄,
小于100Hz.

只看该作者 · 2007-6-6 17:56

1万 · 2007-6-6 18:13

说点计量单位的问题----

200K SPS（200K采样 /秒），“采样”应当是“样本”，但K应当为k，不过，sps这样的单位在国内估计是不合法的。正式论文中，不用的好。我觉得这时应当改成采样频率（速率）200 kHz为好。

5 ms，正确，但切记m和s间不能有空格，如上例。

200HZ的信号，应当是“200 Hz的信号”

只看该作者 · 2007-6-6 20:28

如果你用200sps采样200Hz信号，由于完全同步所以得到的是直流信号，即使有变化也很小，到频域就是0了，采样率200～400sps任不足以得到200Hz的频谱，将会小于200，而且得到的频谱将比较离散。400sps以上采样可以得到200Hz的频谱。你可以电路软件模拟一下就知道了。需要注意的是你如果以400Hz采样200Hz的信号你任不能完美地恢复以前的信号，至于为什么很清楚了，，，

1万 · 2007-6-6 21:00

频率稍为降低一点怎么办？

只看该作者 · 2007-6-7 02:08

非常感谢上面的各位热情答复！

    现进一步描述问题。实际应用中是一个微弱光信号检测问题，在同步控制信号的作用下，光电转换装置检测出来的是pA到nA级的脉冲信号，现需要知道该脉冲信号的强度（时域内脉冲信号上升下降曲线所包围的面积），（基本每次都不同），故需要做电流积分然后再做放大调理，最后再做AD转换。脉冲周期仍为5 ms 吧，我觉的此处完变成了一个大小瞬时变化的直流信号，可以实现低频同步高精密AD转换，不知理解正确否？

    因为我前面没有说清楚，请大家原谅！

    另请问一下computer00，“不知道你所说的200Hz信号是什么信号，如果只是单一频率的话，是可以实现的,因为200Hz的单频信号带宽很窄,小于100Hz”这句话怎么理解？再次感谢！

只看该作者 · 2007-6-7 02:24

    因为该光电检测探测器在没有同步控制脉冲信号的作用下也存在大约几十 pA 的暗电流，并且一直存在，因此后面的积分,放大处理时就类似一直有一个“共模”电流，而这个电流对提高系统的探测精度，扩大动态范围，提高AD的转换精度等都是不利的，请问各位大侠，对这种"共模“电流该怎么处理？

   谢谢了先！

2万 · 2007-6-7 09:15

只看该作者 · 2007-6-7 10:35

可能我没有表达清楚，"精确同步采样“，我本意是想表达与 5 ms 出束脉冲精确同步，即脉冲出来，对其积分后精确同步采样转换，不知道还有什么其他的意思？敬请赐教！谢谢！

2万 · 2007-6-7 12:51

只看该作者 · 2007-6-7 14:18

我感觉你好是在说类似传感器方面的东西。
这里需要说明的是，你可能理解错了采样定理。采样定理针对的是单频周期信号，对于复频率的不是这样分析。像类似传感器出来的信号都是复频率信号，估计频率含量是DC加上高频率（噪声或干扰所致）。所以这时候你ADC的采样速度一般等于系统要求对传感器的采样就可以了。主要看你是什么系统。
譬如CMOS image sensor，他的采样速度就是决定于你的分辨率以及想最快每秒拍几张。这是后ADC得到信号几乎是DC信号，不要去套用Nyquist采样定理。其实Nyquist采样定理是告诉我们最大能够恢复出来的单频信号与采样频率的一种关系。
至于共模噪声一般是采用相关双采样的办法处理掉。

只看该作者 · 2007-6-7 15:07

只看该作者 · 2007-6-7 16:44

非常感谢楼上各位的深刻分析，我是初次做这方面的项目，还是觉的要先理解透了再做板子调试比较好！

只看该作者 · 2007-6-7 17:35

因为传感信号经过调理电路后有延迟，控制信号很难对准积分后的传感信号的峰位。

只看该作者 · 2007-6-7 17:48

我画了个示意图，很明白，5ms同步采样完全正确，与采样定理无关

https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20076/200767174755792.gif

只看该作者 · 2007-6-7 17:52

采样值的大小反应微弱光信号的强度（或脉冲的强度）

只看该作者 · 2007-6-7 18:04

上面图的积分有些问题，因为楼主讲有个“暗电流”的共模，可以先隔直，再加上个偏置，使之为正

只看该作者 · 2007-6-7 22:43

请教一个ADC采样定理的问题！

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补充一下

采样定理不是香农的，是耐奎斯特采样定理

那样的话你将得到一个直流采样

“精密”控制采样周期已经增加了一个条件

同意四楼

200 Hz/200 kHz同步得好，但

继续请教！

再请教一个问题！

LZ：你所谓的“精确同步采样”早就已经超出实际信号频率的

"精确同步采样“怎么理解？

要达到“精确同步”就必须用大大高于信号频率的采样率。

你是在说传感器

学习了

谢谢

很难做到“精确”同步

示意图

续

上面图的积分有些问题，

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