Verwendung von strategischem Abtastrauschen zur Erhöhung der Abtastauflösung
Dithering wird verwendet, um einem Oversampling-ADC eine virtuelle Auflösung hinzuzufügen. Diese Diskussion umfasst beispielsweise einige der beteiligten mathematischen Elemente und Kriterien.
Nehmen Sie zum Beispiel ein Arduino mit 10-Bit-Abtastung. Das Gerät verfügt über die Fähigkeit, einen digitalen Pin auf einen zufälligen Wert oder einen PWM-Ausgang auf einen zufälligen Wert zu setzen. Es kann auch eine andere Vref für ADC-Konvertierungen definieren. Wäre eine einfache Schaltung, die die Vref mit einem gefilterten zufälligen digitalen Signal zwischen 5 V und 1 LSB unter 5 V ansteuerte, eine gute Lösung für kostengünstiges Dithering?
Der Gedanke ist, dass, wenn die Vref geändert würde, der Oversampling-Vorteil auf allen Kanälen verfügbar wäre, nicht nur auf einem nach dem anderen. Ich kann sehen, dass die zu korrigierende Rohspannung von 0,5 LSB überlesen wird, aber dies ist eine einfache Operation.
(Ich würde einen Schaltplan hinzufügen, aber das Plugin scheint derzeit nicht zu funktionieren)
Antworten
Das Ändern von Vref wäre eine multiplikative Skalierung. Dies ist nicht wirklich nützlich für den Bereich der Eingaben beim Gehen von Werten über Code-Schwellenwerte hinweg, ein statistischer Bruchteil der Zeit, wie dies beim Dithering versucht wird.
Für das Dithering möchten Sie additives Rauschen und keine multiplikative Verzerrung , die eine funktionale Verstärkungsvariation darstellt .
Sie möchten beispielsweise verschiedene Brüche eines LSB hinzufügen, sodass Sie manchmal den höheren der beiden nächsten Codes und manchmal den niedrigeren treffen. Wenn Sie dann die Vergleichsrate der beiden Codes analysieren und davon ausgehen, dass Ihr Rauschen zufällig ist, können Sie dies im Laufe der Zeit tun Berechnen Sie einen genaueren Zwischenwert für einen Bruchteil eines LSB.
Im Gegensatz dazu würde das Dithering durch Verstärkungsvariation nur für einen kleinen Bereich von Eingängen wirklich nützlich sein. Im oberen Teil des zulässigen Eingangsbereichs und im unteren Bereich des Eingangsbereichs würde der Effekt proportional verringert.
Nein, während es mit Gleichstrom arbeiten könnte, würden die Kondensatoren den PWM-Ausgang direkt überbrücken. Atmel / Microchip hat jedoch einen Anwendungshinweis AVR121, der die Verwendung von Dithering erklärt.