弱信号采样精度软硬件方式比较

gia

对弱信号采样有两种方式：硬件方式，即将窄电压范围用运放扩展成一个或多个宽电压范围再ADC采样；软件方式，即ADC直接采样窄电压范围，ADC采样精准的话，似乎同样可以达到很高的精度。
现在许多设计上普遍采用硬件方式，多一个处理，精度上可能更高。但真的有必要这样做吗，软件方式直接采精度上会差多少？

wiisir

要把弱信号放大也不容易，噪声也跟着放大了

佚天

ADC的采样精度是在满量程情况下的分辨率。
如12位精度、基准电压4.096V的ADC芯片，最低只能分辨 4.096V/(2^12) = 1mV 的输入采样电压。

用采样电流举例：
1.假设采用0.01欧姆的电流检测电阻，最高电流10A，则电阻上最高电压也只有0.1V，直接ADC采样，则精度损失很大，最小只能分辨出100ma（100ma*0.01Ω=1mv)的电流。
2.用硬件就可以将采样电压放大40倍，则可以最小分辨2.5ma的电流(2.5mv*0.01Ω*40= 1mv),即使放大时有精度损失，但最终结果也比直接采样分辨率高。

t3486784401

光学变焦 vs 数码变焦

gia

t3486784401 发表于 2024-11-7 15:11
光学变焦 vs 数码变焦

说的是精度的问题，如远远望见精度低的你只能分清几个人，而更高精度的能看清每个人的细节。你这个是处理会出现失真的问题，两码事

gia

同样的4096，测大范围的必然精度远低于测小范围的。这样看来硬件放大还是有必要的

t3486784401

gia 发表于 2024-11-7 16:23
说的是精度的问题，如远远望见精度低的你只能分清几个人，而更高精度的能看清每个人的细节。你这个是处理 ...

ADC 采集小范围，难道不是数码变焦？

远望镜头对于空间解析度的放大能力，和运放对于电压线性解析度的放大能力，在数字系统看来没有区别。

都是物理放大 vs 软件放大。

gia

你的意思是数码变焦更可取？

scoopydoo

哪个便宜方便可靠用哪个。

举个栗子，测量 1mV  的电压，用六位半电压表和用四位半电压表加放大器都可以做到 100nV 分辨率，用哪个你自己选吧 ...

longshort

信號的動態範圍本身不能達到滿刻度要求，還是加放大比較好。

washu

scoopydoo 发表于 2024-11-7 17:37
哪个便宜方便可靠用哪个。

举个栗子，测量 1mV  的电压，用六位半电压表和用四位半电压表加放大器都可以 ...

以 34401 为荔枝，其 100mV 测量 1mV，保证的技术指标只有 0.35%

类似的，用个 8 位半万用表测 1mΩ 电阻，不说分辨率，光是技术指标能保证的不确定度，就大到离谱 所以才有大湿你那个 3545 存在的意义对吧

K66

更简单的例子, 用矿石机和直放机同时接收一个电台,你的听感是什么呢?

假如电台信号很弱呢?

scoopydoo

washu 发表于 2024-11-7 21:01
以 34401 为荔枝，其 100mV 测量 1mV，保证的技术指标只有 0.35%  

类似的，用个 8 位半万用表测 1m ...

老湿i你这个 6581 阔以啊，俺没用它量过 1mΩ 电阻，估计没你这个数字漂亮！