戦略的サンプリングノイズを使用してサンプリング解像度を向上させる

Dec 03 2020

ディザリングは、オーバーサンプリングADCに仮想解像度を追加するために使用されます。たとえば、この説明には、関連する計算の一部と基準が含まれます。

たとえば、10ビットサンプリングのArduinoを考えてみましょう。ユニットには、デジタルピンをランダムな値に設定したり、PWM出力をランダムな値に設定したりする機能があります。また、ADC変換用に異なるVrefを定義する機能もあります。5Vから5V未満の1LSBの間のフィルタリングされたランダムデジタル信号でVrefを駆動する単純な回路は、低コストのディザリングに適したソリューションでしょうか?

Vrefが変更された場合、オーバーサンプリングのメリットは、一度に1つだけでなく、すべてのチャネルで利用できると考えられます。補正する0.5LSBの生電圧のオーバーリードがあることがわかりますが、これは簡単な操作です。

(回路図を追加しますが、プラグインは現在機能していないようです)

回答

6 ChrisStratton Dec 03 2020 at 01:01

Vrefの変更は乗法スケーリングであり、ディザリングが試行する時間の統計的割合で、コードしきい値を超えて値をウォーキングする入力の範囲全体で実際には役立ちません。

ディザリングには、関数的にゲイン変動である乗法性歪みではなく、加法性ノイズが必要です。

たとえば、LSBのさまざまな部分を追加して、最も近い2つのコードの高い方をヒットする場合と、低い方をヒットする場合があります。次に、2つの比較レートを分析し、ノイズがランダムであると仮定すると、時間の経過とともに可能になります。 LSBの何分の1かのより正確な中間値を計算します。

対照的に、ゲイン変動によるディザリングは、入力範囲が狭い場合にのみ実際に有効に機能します。許容入力範囲の上部では、入力範囲が低くなると、効果が比例して減少します。

2 Justme Dec 03 2020 at 01:09

いいえ、DCで動作する可能性はありますが、コンデンサはPWM出力を直接シャントします。ただし、Atmel / Microchipには、ディザの使用について説明したアプリケーションノートAVR121があります。