Rauschen und Auflösung

[Onur]

Hallo,

derzeit bin ich bei der Analyse eines digitalen Beschleunigungssensors
von Analog/Device. Dabei taucht die Beziehung zwischen Rauschen und
Auflösung auf.
Die Auflösung ist doch die Taktrate, mit dem ich das Puls-Breiten
modulierte Signal abtasten kann. Je höher die Taktrate, desto höher
die Auflösung. Oder?
Bedeutet das auch eine höhere Bandbreite? Was für einen EInfluss hat
das Rauschen?

Ich weiß, für viele Gurus sind das dumme Fragen, aber wenn Ihr mir
helfen könntet, wäre ich um eine Wissenslücke ärmer.

MFG

Onur

 

[Rafael Deliano]

digitalen Beschleunigungssensors von Analog/Device.
Wäre gut zu wissen:

a) den Typ
b) wie das Signal in Controller eingelesen werden soll.

Auflösung... Bandbreite ... Rauschen
Das Problem ist teilweise, daß das Rauschen bei den Teilen

nicht nur analoges Rauschen ist, sondern auch Schaltspikes
des Demodulators.
Bei einem digitalen Ausgang wird man dann eventuell kein konventielles
Tiefpaßfilter nehmen, sondern rank-order, median usw.
Hängt aber auch davon ab was der Controller für Rechenleistung
hat. Wenns mangelt bleibt halt nur Averager übrig.

MfG JRD

 

[Norbert Hahn]

onur.demir@arcor.de (Onur) wrote:

Hallo,

derzeit bin ich bei der Analyse eines digitalen Beschleunigungssensors
von Analog/Device. Dabei taucht die Beziehung zwischen Rauschen und
Auflösung auf.
Die Auflösung ist doch die Taktrate, mit dem ich das Puls-Breiten
modulierte Signal abtasten kann. Je höher die Taktrate, desto höher
die Auflösung. Oder?
Bedeutet das auch eine höhere Bandbreite? Was für einen EInfluss hat
das Rauschen?

Das Wort Auflösung ist da missverständlich. Bei der Analog-digital-
Umwandlung hat man es mit zwei Vorgängen zu tun, die man getrennt
betrachten sollte. Zum einen ist es eine zeitliche Diskretisierung,
d.h. man betrachtet das Signal zu einem ganz kurzen Zeitpunkt genügend
oft. Je höher man die Abtastrate wählt, desto höher darf die Bandbreite
es Tiefpassfilters sein, das vor den Abtaster geschaltet wird. Wenn
man die Bandbreite eines Filters erhöht, bekommt man immer mehr
Rauschen herein, egal was es für eine Anwendung ist. Da Bandbreite
des Filters und Abtastrate sinnvollerweise gekoppelt sind, bedeutet
höhere Abtastrate höhere *zeitliche* Auflösung. Ich weiß dann also
genauer WANN ein Ereignis statt gefunden hat.

Der zweite Vorgang ist die Quantisierung, also der Zahlenbereich,
den ich den Abtastwerten geben. Je groößer der Zahlenbereich bei
gleichzeitig wachsender Genauigkeit des Wandlers bekomme ich eine
höhere Auflösung in der Amplitude. Da ich beim Abschneiden auf
einen vorgegebenen Zahlenbereich immer Rauschen hinzufügen muss,
um auch Details zu erfassen, die kleiner als die kleinste Zahl
sind, bedeutet, dass ich bei einem größeren Zahlenbereich weniger
Rauschen hinzufügen muss. Je weniger Bits, desto mehr Rauschen
und desto weniger Genauigkeit habe ich.

Norbert

 

[Onur Demir]

Hallo,

es geht um den ADXL202.

MFG

Onur

"Onur" <onur.demir@arcor.de> schrieb im Newsbeitrag
news:3a41fa77.0408040618.17991184@posting.google.com...

Hallo,

derzeit bin ich bei der Analyse eines digitalen Beschleunigungssensors
von Analog/Device. Dabei taucht die Beziehung zwischen Rauschen und
Auflösung auf.
Die Auflösung ist doch die Taktrate, mit dem ich das Puls-Breiten
modulierte Signal abtasten kann. Je höher die Taktrate, desto höher
die Auflösung. Oder?
Bedeutet das auch eine höhere Bandbreite? Was für einen EInfluss hat
das Rauschen?

Ich weiß, für viele Gurus sind das dumme Fragen, aber wenn Ihr mir
helfen könntet, wäre ich um eine Wissenslücke ärmer.

MFG

Onur

 

[Rafael Deliano]

ADXL202
Noch etwas problematischer als rauschender Sensor an üblichem

A/D-Wandler.

Der breitbandig rauschende Sensor hat einen 1pol RC-Tiefpaß
als anti-aliasing-Filter nachgeschaltet und geht dann in den
"A/D-Wandler".
Das ist hier eine Schaltung die daraus ein PWM-Signal macht.
Dessen Periode wird man über Widerstand Rset so wählen, daß
man den 16 Bit Zähler im Controller voll nutzen kann, aber noch
keine Gefahr für Überlauf >65535 durch Bauteilsstreuung, Drift,
Temperatur hat. Und dann sowohl die highphase, als auch die
lowphase mit 16 Bit auszählen und in Software verwursteln.

Die ersten zwei Worte in der Titelzeile des Datenblatts
sind "low cost". Andererseits weist das Datenblatt ja
auch darauf hin, daß man das Signal analog abgreifen kann.
Dann hat man freie Wahl bezüglich Filter und A/D-Wandler.
Man muß sich halt klar werden was man will:
die Auflösung ( = Genauigkeit in nichtwackelnden Bits ) kriegt
man nur hoch wenn man mit der Bandbreite ( = Reaktions-
geschwindigkeit, effektiver samplerate ) runtergeht.
Wenn man mit dem 1pol Filter und PWM die gewünschte
Bandbreite/Auflösung nicht erreicht, kann man auf separaten
A/D-Wandler, anderen Filter ausweichen, da steigen die Kosten
bald aber schneller als der Nutzen.

MfG JRD