Usando ruído de amostragem estratégica para aumentar a resolução de amostragem

Question

O pontilhamento é usado para adicionar resolução virtual a um ADC de sobreamostragem e, por exemplo, essa discussão envolve parte da matemática envolvida e dos critérios.

Considere, por exemplo, um Arduino com amostragem de 10 bits. A unidade tem a capacidade de definir um pino digital com um valor aleatório ou uma saída PWM com um valor aleatório. Ele também tem a capacidade de definir um Vref diferente para conversões ADC. Um circuito simples que dirigisse o Vref com um sinal digital aleatório filtrado entre 5 V e 1 LSB abaixo de 5 V seria uma boa solução para dithering de baixo custo?

A ideia é que, se o Vref estivesse sendo alterado, o benefício da sobreamostragem estaria disponível em todos os canais, não apenas em um de cada vez. Posso ver que haverá uma sobre-leitura da tensão bruta de 0,5 LSB a ser corrigida, mas esta é uma operação simples.

(Eu adicionaria um esquema, mas o plugin parece não funcionar no momento)

Answer 1

Alterar Vref seria um escalonamento multiplicativo , que não vai realmente ser útil em toda a gama de entradas em valores de caminhada através dos limites de código uma fração estatística do tempo como tentativas de pontilhamento.

Para pontilhamento, você deseja ruído aditivo , não distorção multiplicativa que é uma variação de ganho funcional .

Por exemplo, você deseja adicionar várias frações de um LSB de forma que às vezes você atinge o maior dos dois códigos mais próximos e às vezes o menor, e então se você analisar a taxa comparativa dos dois e assumir que seu ruído é aleatório, você pode, com o tempo, calcule um valor intermediário mais preciso para uma fração de um LSB.

Em contraste, o pontilhamento por variação de ganho só funcionaria realmente de forma útil para uma pequena faixa de entradas; na parte superior da faixa de entrada permitida, mais abaixo na faixa de entrada o efeito seria proporcionalmente reduzido.

Answer 2

Não, embora pudesse funcionar em CC, os capacitores desviariam a saída PWM diretamente. No entanto, a Atmel / Microchip tem uma nota de aplicação AVR121 que explica o uso do dither.