社区导航

 
查看: 897|回复: 17

[求助] 关于ADC采样率与输入信号带宽关系及香浓采样定律搞混淆了

[复制链接]

344

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

发表于 2017-5-19 15:33:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
举个例子;假设ADC现在要转换的输入信号频率为50MHz-70MHz的,该信号带宽是20M ,那我ADC选择时是选用40M采样率的还是采用140M的,之前有看到一篇文档http://www.docin.com/p-543020580.html,里面有说道香浓定理指出;通常采样频率至少是信号带宽的2倍以上所以选40M,但是奈奎斯不是说采样频率至少是信号最高频率的2倍以上吗所以用140M,对此由于工作上有要用到ADC,选用时不知所措,希望能得到高手指点,举例2;还有一个问题就是我的信号经过一个跟随器后,对ADC的一个阻抗匹配问题,是从跟随器的输出端与ADC的输入端两个端口进行匹配吗、还是光一个ADC输入阻抗的一个匹配,
举例3,假如我前面的跟随器改成全差分的AD8139差分驱动器,然后看数据手册上的阻抗匹配主要是正对8139来的,而对于这个时候ADC输入端存不存在阻抗匹配问题,毕竟8139后面串了电阻会不会影响到ADC的输入阻抗,从而影响到ADC的输入特性。谢谢
此帖出自模拟电子论坛

回复

使用道具 举报

8218

TA的帖子

0

TA的资源

maychang

Rank: 6Rank: 6

爱助人

发表于 2017-5-19 15:51:07 | 显示全部楼层
“ADC现在要转换的输入信号频率为50MHz-70MHz的,该信号带宽是20M

自己和自己过不去。
输入信号频率倒底是多少?

点评

这个跟刚才的不相关,就是在网上看到这个,我也不太了解,频率,带宽的概念,就写下了,请教大神了,哈哈。 我做的东西是这样的,传感器采集到设备状态,输出信号给AD,AD采集信号输出给CPU处理,然后CPU控制DA输出  详情 回复 发表于 2017-5-19 16:09

回复 支持 反对

使用道具 举报

344

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

 楼主| 发表于 2017-5-19 16:09:32 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-5-19 15:51
“ADC现在要转换的输入信号频率为50MHz-70MHz的,该信号带宽是20M ”

自己和自己过不去。
输入信号频率 ...

这个跟刚才的不相关,就是在网上看到这个,我也不太了解,频率,带宽的概念,就写下了,请教大神了,哈哈。
我做的东西是这样的,传感器采集到设备状态,输出信号给AD,AD采集信号输出给CPU处理,然后CPU控制DA输出控制信号,这个DA输出信号作用在设备上,设备的状态发生改变,传感器再次采集到设备的改变,再输出信号到AD,这样的一个闭环流程控制。我感觉这样是不是就不用考虑采样定理了?

点评

我没有说你这句话跟什么相关。 你这句话,“ADC现在要转换的输入信号频率为50MHz-70MHz的,该信号带宽是20M ”,前半句和后半句互相矛盾。  详情 回复 发表于 2017-5-19 16:15

回复 支持 反对

使用道具 举报

8218

TA的帖子

0

TA的资源

maychang

Rank: 6Rank: 6

爱助人

发表于 2017-5-19 16:15:42 | 显示全部楼层
萤火 发表于 2017-5-19 16:09
这个跟刚才的不相关,就是在网上看到这个,我也不太了解,频率,带宽的概念,就写下了,请教大神了,哈哈 ...

我没有说你这句话跟什么相关。
你这句话,“ADC现在要转换的输入信号频率为50MHz-70MHz的,该信号带宽是20M ”,前半句和后半句互相矛盾。

点评

额,这句话不对是吧,网上看到的,不懂  详情 回复 发表于 2017-5-19 16:19

回复 支持 反对

使用道具 举报

344

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

 楼主| 发表于 2017-5-19 16:19:40 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-5-19 16:15
我没有说你这句话跟什么相关。
你这句话,“ADC现在要转换的输入信号频率为50MHz-70MHz的,该信号带宽是 ...

额,这句话不对是吧,网上看到的,不懂

点评

“奈奎斯不是说采样频率至少是信号最高频率的2倍以上吗所以用140M。” 这是对的。 不过,也要看你进行A/D转换目的是什么。如果是要真实重现输入信号(50MHz~70MHz),那么这是对的。如果是要使一个周期性重复的信号  详情 回复 发表于 2017-5-19 16:32
原文的意思,可能是指信号频率为50MHz-70MHz,那么70MHz减去50MHz,信号带宽20MHz。这并没有错。 你说道香浓定理指出;通常采样频率至少是信号带宽的2倍以上所以选40M,这就错了。  详情 回复 发表于 2017-5-19 16:27

回复 支持 反对

使用道具 举报

8218

TA的帖子

0

TA的资源

maychang

Rank: 6Rank: 6

爱助人

发表于 2017-5-19 16:27:19 | 显示全部楼层
萤火 发表于 2017-5-19 16:19
额,这句话不对是吧,网上看到的,不懂

原文的意思,可能是指信号频率为50MHz-70MHz,那么70MHz减去50MHz,信号带宽20MHz。这并没有错。
你说道香浓定理指出;通常采样频率至少是信号带宽的2倍以上所以选40M,这就错了。

点评

嗯,谢谢您  详情 回复 发表于 2017-5-19 16:32

回复 支持 反对

使用道具 举报

8218

TA的帖子

0

TA的资源

maychang

Rank: 6Rank: 6

爱助人

发表于 2017-5-19 16:32:26 | 显示全部楼层
萤火 发表于 2017-5-19 16:19
额,这句话不对是吧,网上看到的,不懂

“奈奎斯不是说采样频率至少是信号最高频率的2倍以上吗所以用140M。”
这是对的。
不过,也要看你进行A/D转换目的是什么。如果是要真实重现输入信号(50MHz~70MHz),那么这是对的。如果是要使一个周期性重复的信号重现,那么不必使用这么高的采样率。

点评

您看我要做的这个设计:我做的东西是这样的,传感器采集到设备状态,输出信号给AD,AD采集信号输出给CPU处理,然后CPU控制DA输出控制信号,这个DA输出信号作用在设备上,设备的状态发生改变,传感器再次采集到设备的  详情 回复 发表于 2017-5-19 16:34

回复 支持 反对

使用道具 举报

344

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

 楼主| 发表于 2017-5-19 16:32:40 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-5-19 16:27
原文的意思,可能是指信号频率为50MHz-70MHz,那么70MHz减去50MHz,信号带宽20MHz。这并没有错。
你说道 ...

嗯,谢谢您

回复 支持 反对

使用道具 举报

344

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

 楼主| 发表于 2017-5-19 16:34:08 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-5-19 16:32
“奈奎斯不是说采样频率至少是信号最高频率的2倍以上吗所以用140M。”
这是对的。
不过,也要看你进行A ...

您看我要做的这个设计:我做的东西是这样的,传感器采集到设备状态,输出信号给AD,AD采集信号输出给CPU处理,然后CPU控制DA输出控制信号,这个DA输出信号作用在设备上,设备的状态发生改变,传感器再次采集到设备的改变,再输出信号到AD,这样的一个闭环流程控制。我感觉这样是不是就不用考虑采样定理了?

点评

如果“设备状态”是个模拟量,同样只需要考虑该模拟量的变化率即可。例如“设备状态”以信号频率表示,那就只需要考虑频率的变化而表示考虑频率。  详情 回复 发表于 2017-5-19 16:54
“传感器采集到设备状态,输出信号给AD,AD采集信号输出给CPU处理” “是不是就不用考虑采样定理了?” 这要看传感器输出的信号是什么样的信号。 如果传感器输出50MHz正弦波代表设备的某种状态,70MHz代表设备  详情 回复 发表于 2017-5-19 16:52

回复 支持 反对

使用道具 举报

8218

TA的帖子

0

TA的资源

maychang

Rank: 6Rank: 6

爱助人

发表于 2017-5-19 16:52:36 | 显示全部楼层
萤火 发表于 2017-5-19 16:34
您看我要做的这个设计:我做的东西是这样的,传感器采集到设备状态,输出信号给AD,AD采集信号输出给CPU ...

“传感器采集到设备状态,输出信号给AD,AD采集信号输出给CPU处理”
“是不是就不用考虑采样定理了?”

这要看传感器输出的信号是什么样的信号。
如果传感器输出50MHz正弦波代表设备的某种状态,70MHz代表设备的某种状态……那么确实不必使用140MHz的采样率。这种情况,只要考虑设备状态的变化率即可。如果设备状态每秒变化一次,你的采样率只需要每秒数次(为保险起见,比2次多些)。

点评

好的,谢谢您  详情 回复 发表于 2017-5-19 16:53

回复 支持 反对

使用道具 举报

344

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

 楼主| 发表于 2017-5-19 16:53:23 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-5-19 16:52
“传感器采集到设备状态,输出信号给AD,AD采集信号输出给CPU处理”
“是不是就不用考虑采样定理了?”
...

好的,谢谢您

回复 支持 反对

使用道具 举报

8218

TA的帖子

0

TA的资源

maychang

Rank: 6Rank: 6

爱助人

发表于 2017-5-19 16:54:46 | 显示全部楼层
萤火 发表于 2017-5-19 16:34
您看我要做的这个设计:我做的东西是这样的,传感器采集到设备状态,输出信号给AD,AD采集信号输出给CPU ...

如果“设备状态”是个模拟量,同样只需要考虑该模拟量的变化率即可。例如“设备状态”以信号频率表示,那就只需要考虑频率的变化而表示考虑频率。

点评

设备是物理量,传感器是位移传感器,设备位移的变化是传感器输出电压信号  详情 回复 发表于 2017-5-19 17:02

回复 支持 反对

使用道具 举报

344

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

 楼主| 发表于 2017-5-19 17:02:15 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-5-19 16:54
如果“设备状态”是个模拟量,同样只需要考虑该模拟量的变化率即可。例如“设备状态”以信号频率表示,那 ...

设备是物理量,传感器是位移传感器,设备位移的变化是传感器输出电压信号

点评

电压电流电阻温度长度时间质量位移速度……都是物理量。 “设备是物理量,传感器是位移传感器,设备位移的变化是传感器输出电压信号” 天知道你的传感器输出电压信号频率是多少?位移与电压成正比?与电压信号的  详情 回复 发表于 2017-5-19 17:16

回复 支持 反对

使用道具 举报

8218

TA的帖子

0

TA的资源

maychang

Rank: 6Rank: 6

爱助人

发表于 2017-5-19 17:16:21 | 显示全部楼层
萤火 发表于 2017-5-19 17:02
设备是物理量,传感器是位移传感器,设备位移的变化是传感器输出电压信号

电压电流电阻温度长度时间质量位移速度……都是物理量。

“设备是物理量,传感器是位移传感器,设备位移的变化是传感器输出电压信号”
天知道你的传感器输出电压信号频率是多少?位移与电压成正比?与电压信号的频率成正比?还是成某种函数关系?

点评

感谢您回答了我这么多问题,谢谢您!我的理解是:传感器输出信号的频率应该与设备的状态变化有关,而设备状态的变换是由DA的输出控制的,这是一个闭环控制。我认为这个传感器信号的频率根本不确定的 ,它与AD采集的  详情 回复 发表于 2017-5-19 20:57

回复 支持 反对

使用道具 举报

344

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

 楼主| 发表于 2017-5-19 20:57:15 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-5-19 17:16
电压电流电阻温度长度时间质量位移速度……都是物理量。

“设备是物理量,传感器是位移传感器,设备位 ...

感谢您回答了我这么多问题,谢谢您!我的理解是:传感器输出信号的频率应该与设备的状态变化有关,而设备状态的变换是由DA的输出控制的,这是一个闭环控制。我认为这个传感器信号的频率根本不确定的 ,它与AD采集的速度,CPU处理的速度,DA输出的速度有关,AD采集采集一次信号后,在DA输出之前,这个信号是不变的,只有在DA输出后,改变了设备的状态,传感器有了新的输出值,然后AD再采集传感器信号,这样一个循环?不知道这样理解对不对?我的设计要对AD,DA进行选型,并且使这个闭环控制时间越短越好,理论上是不是只要选择AD采样率越高越好,CPU 越快越好,DA越快越好,,

点评

“理论上是不是只要选择AD采样率越高越好,CPU 越快越好,DA越快越好” 看你的需要。 据你的叙述,你要做的是一个自动控制系统。而自动控制系统里面各个环节相差非常大。例如控制一个电动机的转速,因为电动机转速  详情 回复 发表于 2017-5-19 21:39

回复 支持 反对

使用道具 举报

8218

TA的帖子

0

TA的资源

maychang

Rank: 6Rank: 6

爱助人

发表于 2017-5-19 21:39:36 | 显示全部楼层
萤火 发表于 2017-5-19 20:57
感谢您回答了我这么多问题,谢谢您!我的理解是:传感器输出信号的频率应该与设备的状态变化有关,而设备 ...

“理论上是不是只要选择AD采样率越高越好,CPU 越快越好,DA越快越好”
看你的需要。
据你的叙述,你要做的是一个自动控制系统。而自动控制系统里面各个环节相差非常大。例如控制一个电动机的转速,因为电动机转速不可能变化得很快(惯性,准确地说是转动惯量),你的A/D、D/A、CPU没有必要很快。如果是一个温度控制系统,温度的变化更慢。
高速A/D、D/A、CPU的价格比普通的贵得多,性能往往在某些方面受到限制。

回复 支持 反对

使用道具 举报

893

TA的帖子

2

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

发表于 2017-5-19 21:45:22 | 显示全部楼层
一开始以为你要做信号采集,后来发现是搞控制系统……这例子举的我一脸懵逼

点评

这个例子跟我做的不相关,因为用到AD,就想起了采样定理,在网上看到这个别人发的帖子,就在这里请教大神了!  详情 回复 发表于 2017-5-19 22:46

回复 支持 反对

使用道具 举报

344

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

 楼主| 发表于 2017-5-19 22:46:19 | 显示全部楼层
飞鸿浩劫 发表于 2017-5-19 21:45
一开始以为你要做信号采集,后来发现是搞控制系统……这例子举的我一脸懵逼

这个例子跟我做的不相关,因为用到AD,就想起了采样定理,在网上看到这个别人发的帖子,就在这里请教大神了!

回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

  • 论坛活动 E手掌握

    扫码关注
    EEWORLD 官方微信

  • EE福利  唾手可得

    扫码关注
    EE福利 唾手可得

小黑屋|手机版|Archiver|电子工程世界 ( 京ICP证 060456

GMT+8, 2017-8-23 00:41 , Processed in 0.573679 second(s), 15 queries , Redis On.

快速回复 返回顶部 返回列表