Utilisez deux canaux ADC pour augmenter la résolution

J'ai besoin de capturer la forme d'onde d'un signal de faible amplitude qui se trouve au sommet d'une composante d'amplitude plus élevée variant lentement. Je pense à utiliser un ADC à deux canaux et à alimenter l'un d'eux avec une version filtrée passe-bas du signal et l'autre avec une version filtrée passe-haut amplifiée du signal. Cela augmenterait la résolution apparente de mon ADC. Ai-je tort? Pouvez-vous prévoir des problèmes avec cela?

J'ai oublié de dire que je dois également capturer la composante basse fréquence (l'algorithme a besoin de la valeur moyenne du signal).

La composante de fréquence "élevée" passe de 0,01 hertz à 10 hertz. La composante basse fréquence est principalement la valeur moyenne du signal, mais elle peut changer lentement. La composante à changement plus rapide peut avoir une amplitude 100 fois plus petite que la valeur moyenne maximale. Le microcontrôleur que nous utiliserons a un ADC 12 bits (je ne peux pas changer cela), mais avec de nombreux canaux.

C'est une très bonne idée. Les capteurs tactiles BioTac de Syntouch font exactement la même chose. Ils ont un capteur de pression à l'intérieur qui capture à la fois la partie basse fréquence du signal à environ 50 sps et les composantes haute fréquence amplifiées et échantillonnées à 2000 sps. Cela fonctionne à merveille.

Cependant, je ne sais pas si vous pouvez réellement combiner ces deux signaux pour créer une résolution plus élevée, IE plus de bits. Vous pouvez peut-être le faire avec un traitement intelligent du signal, mais ce ne serait pas trivial.

Une autre façon d'augmenter la résolution ADC est le suréchantillonnage . Si vous prenez 16 échantillons 12 bits (et en supposant qu'il y ait au moins un LSB de bruit), vous avez vraiment augmenté la résolution effective.

Vous pouvez peut-être alimenter la forme d'onde brute sur 1 canal ADC, puis utiliser un DAC contrôlé par votre microcontrôleur (ou tout ce qui exécute votre algorithme) pour soustraire la composante basse fréquence, puis amplifier le signal résiduel sur un 2e canal ADC. Le DAC pourrait même être un DAC delta-sigma.

Je pense que cela vous donnerait de meilleurs résultats que si vous utilisez un filtre passe-haut analogique, car la fonction de transfert de l'entrée brute vers le 2ème canal serait plus facilement caractérisée si elle était effectuée numériquement, par rapport à une fonction de transfert inconnue (et potentiellement changeante) pour analogique.

Mais il est difficile de dire sans connaître le contenu en fréquence + d'autres exigences.

Cela n'a pas beaucoup de sens. Puisque vous ne vous souciez apparemment que des hautes fréquences, pourquoi ne pas simplement présenter le signal filtré passe-haut à l'A / D? Rien dans votre description n'explique pourquoi vous voulez regarder le signal à basse fréquence. L'alimentation dans un A / D ne fera rien d'utile.

Si les deux fréquences sont suffisamment proches l'une de l'autre pour que leur séparation soit difficile dans le matériel, cela pourrait mettre le signal de site composite dans un A / N et filtrer numériquement. Cependant, l'A / D devrait avoir une résolution suffisante pour le petit signal tout en ayant la plage pour le grand signal lent et un échantillon suffisamment rapide pour représenter correctement le signal rapide. Ce n'est peut-être pas possible.

Nous pouvons peut-être suggérer quelque chose de plus concret si vous donnez des détails sur l'amplitude et la plage de fréquences des deux signaux, et sur la résolution ou le rapport signal / bruit dont vous avez besoin pour mesurer le signal rapide.

Utilisez quelques filtres passe-bande à gain fixe réglés pour correspondre à la fréquence centrale de chacun des deux signaux composantes. Envoyez chaque signal séparé à son propre ADC. Voila ... Travail fait.