ADCで達成された最高精度とは何ですか?


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先日、Digikeyをブラウジングしていましたが(そうではありませんか?)、32ビットADCに出くわしました。Linear、TI、Analogの製品がありました。1つ目立つのは、データシートの 19ページの表7に記載されているアナログのAD7177で、1秒あたり5サンプルで、有効ビット数が27.5と驚異的である(RMSノイズが50 ナノボルト)と述べています。一方で、もちろん、精度はかなり悪いですが、それでもです。

比較的安価な市販のADCが27.5ビットのENOBに達する可能性があるのではないかと思いました。

これまでに達成された最高のENOBとは何ですか?超高集積IC、バカ高価な研究室用機器、ロックインアンプに搭載されていますか?誰かが27.5ビットの精度を破ったことがありますか?

[編集]このようなデバイス購入/構築したり入手したりするつもりはありませんが、最新の原子時計が3x10-18(3五十億分の1)の不確実性に直面しているので、現代の科学的な電圧計はどこにあるのでしょうか?


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@PlasmaHH現代の原子時計は、100分の1単位で測定されるという事実は、非常に正確なデバイスの使用があることを意味します。
サム

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どのようなサンプルレートが必要ですか?サンプリング時間が無制限の場合、精度は無制限です。1時間統合し続けると、結果はかなり正確になります。
PkP 16

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@PkPサンプルレートを探しているわけではありません。レコードが何なのか興味があります。おそらく実際には、デバイス自体によって制限されている点がありますか?
サム

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「有効解像度」(27.5)はENOBと同じものではありません。入力を短絡し、RMSノイズを測定し、フルスケール電圧範囲で除算します。
スペロペファニー16

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@SpehroPefhanyそれは彼らが値が生成されたと言う方法です。「与えられた数値は外部5Vリファレンスを備えたバイポーラ入力範囲のものです。これらの数値は典型的であり、ADCが単一のチャネル。" ノイズだから、5Vのリファレンス、50nV RMS、1から100000000です(オクラホマので、それはまだ26.5ビットだけど)
サム・

回答:


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ウィキからの定義:-

有効ビット数(ENOB)は、A / Dコンバーター(ADC)とその関連回路のダイナミックレンジの尺度です。ADCの分解能は、アナログ値を表すために使用されるビット数で指定され、原則としてNビット信号に対して2 ^ N信号レベルを提供します

Atmelからの引用:-

ほとんどの場合、10ビットの解像度で十分ですが、場合によってはより高い精度が求められます。特別な信号処理技術を使用して、測定の分解能を向上させることができます。「オーバーサンプリングとデシメーション」と呼ばれる方法を使用することにより、外部ADCを使用せずに、より高い解像度を実現できます。

ここに画像の説明を入力してください

オーバーサンプリング-4つの連続したサンプルを取得し、それらを組み合わせてもう1ビットの解像度を取得します。かなり標準的な18ビットADCを使用し、256でオーバーサンプリングして22ビットADCを取得します。さらに256倍オーバーサンプリングして26ビットADCを取得...

これがどこに行くのかわかりますか?

ノイズが存在し、信号のディザリングを引き起こす場合、4サンプルを平均化/間引きすることにより、ADCに1ビット追加することができます。したがって、より多くの解像度を得るために必要な数だけ平均化してください。正確さ。

これまでに達成された最高のENOBとは何ですか?

何になりたいですか?


脚注-シグマデルタADCは、上記で説明したことを正確に実行しますが、帯域外ノイズの管理がはるかに優れているため、平均化(または間引き)された変換サンプルあたりのビット数が増加します。

1ビットADC(コンパレータ)のみを使用しているため、この手法は明らかに機能しますが、1ビットADCを使用する必要はありません。ノイズフィルタリングがすべてです:-

ここに画像の説明を入力してください

シグマデルタADCからのノイズは、信号パスで積分器を使用するため、高周波数で次第に高くなります。これにより、低周波数でノイズが低くなり、デシメーション後、これは従来のものに比べて解像度で純益になりますオーバーサンプリングおよびデシメートされたADC。


TIのドキュメントに誤字がない限り、おそらくコピーアンドペーストでべき乗が失われましたin principle giving 2N signal levels for an N-bit signal。2Nは2 ^ Nでなければなりません。
ロレンツォドナティはモニカをサポートします

@lorenzoはよく見かけました。
アンディ別名

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十分に実行されたハイブリッドデジタル/アナログ技術を使用して、LTc(低臨界温度)DC SQUID(超伝導量子干渉デバイス)で約32ビットの有効解像度を得ることができます。少数μΦ0Φ0

ピコ電圧計などの作成に適しています。4K環境のため、一種の高価で不便です。


申し訳ありませんが、その大文字のPHIギリシャ文字はどういう意味ですか?タイプミスか、特定のアプリケーションに関連する定数ですか?
ロレンツォドナティがモニカをサポートする

@LorenzoDonati定数-磁束量子= h / 2eここで、hはプランク定数、eは電子の電荷です。
スペロペファニー16

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うん!リンク先の記事のリンクをたどっていました。ここで見つけたのは、磁束量子です。痛い!タフなもの!:-D
ロレンツォドナティはモニカをサポートします

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これは、ディングルアームのスエージ角度を変更し、トレミーパイプを廃止することにより、ターボエンキャブレータの能力を超えています。
Wossname 16

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@Wossname最も困難な部分は、クライオスタット内のハイドロコプティックマルゼルベーンの位置合わせでした。
スペロペファニー16

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テキサス・インスツルメンツは、31ビットの分解能、ADS1282の ADCを備えています工業用温度範囲(-40 C + 85 C)で、毎秒最大4000サンプルの備えています。数量はわずか$ 40です。1000.ただし、サンプリングレベルや帯域幅を犠牲にしてスライディング平均化を行うと役立つ場合がありますが、アナログフロントエンドノイズをそのレベルの解像度に下げるのは非常に困難です。

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