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[参考译文] ADS1258：Mux/自动扫描&amp；抗混叠要求

admin
Guru**** 2392285 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1258, ADS127L11

请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1233870/ads1258-mux-auto-scan-anti-aliasing-requirements

器件型号：ADS1258
主题中讨论的其他器件： ADS127L11

您好！

我正在自动扫描模式下使用 ADS1258、通过多个输入通道(每次使用完整的单端通道)进行多路复用。 我希望确保通带外的信号不会出现混叠。

我(大致)了解单通道 Δ-Σ ADC 的过采样和数字滤波如何降低对抗混叠滤波器的要求... (这是我经常提到的一个很好的链接： https://e2e.ti.com/blogs_/archives/b/precisionhub/posts/the-delta-sigma-advantage-to-anti-aliasing-filters)

但是、我不明白多路复用器输入(自动扫描模式)如何影响(或不影响)这种行为。

例如... 假设我要对16个通道进行采样、相关频率成分为200Sps。

所以... 为了满足奈奎斯特定理、我的 SPS 需要为每通道至少400Sps (总共16个通道)... 这意味着我需要一个至少为6400SPS 的总自动扫描数据速率。 这可以在数据速率= 0b10时实现

到目前为止听起来不错... 但随后我看到数据表指出、自动扫描模式与固定通道模式下的频率响应没有不同：

所以我有一个3dB 带宽12.4kHz,但每个通道的输出数据速率仅为(15.123kHz/16通道=) 945sps --

在我看来、如果我对这些样本执行 FFT ... 945Hz/2=473Hz 和(至少) 12.4kHz -3dB 带宽之间的所有内容(超过这个值、-3dB 不会有太多衰减)会在...中混叠。 或者我缺少什么吗？

这是否意味着我们实际上需要一个数据速率为/2的更陡的抗混叠滤波器、以补偿不调整数字滤波器来补偿与多路复用器通道关联的较低数据速率的情况？

…

在一个相关的注释中，当我们只在一小部分时间内专注于特定通道时，我还在努力概念化过采样和数字滤波的实际工作方式。 我认为它最终影响到了我的上述问题，但我担心在这里还有更多的事情我不知道--这个问题(未回答)在总结这个问题上做得很好-- https://dsp.stackexchange.com/questions/17482/anti-aliasing-requirements-for-a-muxed-sigma-delta-converter

谢谢！

  • 0
    TI__Guru**** 2392285 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    WolfHort 您好！

    对于 Δ-Σ ADC、了解与调制器频率(f_mod)和输出数据速率(f_data)相关的混叠非常有用、在这种情况下、混叠可能出现在两个频率周围：

    • 在 f_mod/2周围混叠
    • f_data/2附近的混叠

    对于用于直流测量的 ADC、即具有像 ADS1258这样的 sinc 滤波器的 ADC、我们通常不会多次讨论 f_data/2的混叠。 但一般来说、如果输入信号在 f_data/2和 f_data 之间具有频率成分(干扰体)、则会存在问题。 sinc 滤波器在 f_data/2处不会提供太多衰减。 我们通常忽略这一事实、因为我们假设直流信号在该区域中实际上没有信号成分。

    适用于交流信号的 ADC、如 ADS127L11、提供了我们所说的平坦通带或宽带滤波器。 这些滤波器提供高于 f_data/2的高阻带衰减。

    在所有情况下、数字滤波器都会处理 f_mod/2周围的混叠。

    不过、数字滤波器在 f_mod 位置具有零衰减。 这就是为什么您仍然需要一个简单的 RC (抗混叠)滤波器来衰减 fmod 处的干扰源。 以下是有关如何选择抗混叠滤波器组件的一些通用指南： https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/955466/faq-delta-sigma-adc-anti-aliasing-filter-component-selection

    -Bryan

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    TI__Guru**** 2392285 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Bryan、

    感谢您的快速回复！ 这一切都是合理的、并且我同意通常在 f_data/2附近的极低频率范围内不应有太多干扰、因为低频时串扰/耦合应尽可能小。

    所说内容... 您能证实我的上述假设吗？ 我想、在16通道 MUX 中使用 ADS1258时、需要注意的不仅仅是 f_data/2和 f_data 之间的混叠。

    正如我在上面详述的--数据速率= 0b10的数字滤波器的通带(-3dB)(示例)一直到12.4kHz，如果我们在输入处多路复用16x 个通道，它看起来(基于数据表)是未经修改的。 因此、每个通道都具有：

    • f_data =~945sps…… F_DATA/2 =~473SPS
    • F_digitalfilter_passband (-3dB)=~12.4kHz

    所以——在我看来,在473Hz 和12.4kHz 之间的任何信号成分都可能会混叠,而没有单独的模拟滤波器来衰减…… 是这样吗？

    我们有接近水平的接近驱动器电路、它们可能具有此范围内的开关内容、我想了解我的假设是否正确(直到>12kHz 时才能依赖数字滤波器)。

    谢谢。

    Eric

  • 0
    TI__Guru**** 2392285 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    WolfHort 您好！

    为清楚起见、数据速率未发生变化、因为它与滤波有关。 如果以每通道15kSPS 的速率进行采样、则有效数据速率会发生变化、但每通道的实际数据速率不会发生变化。 这就是即使您要更改通道、滤波器 BW 也不会改变的原因。

    因此、您应考虑每个通道的数据速率为15kSPS、带宽为12kHz (或您在表5中选择的任何设置)。

    如果您预计在直流和12kHz 之间具有不需要的频率成分、则必须在 ADC 的输入端(或这些不需要的信号进入系统的任何位置)使用模拟滤波器将其移除、或者在后处理时将其移除。

    -Bryan

  • 0
    TI__Guru**** 2392285 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Bryan、

    老实说、我不确定我是否理解您的回复、但"有效"与"实际"数据速率之间的定义似乎像是语义、因为我们真正关心的是每通道数据的完整性...

    因此,除非我错了,主要的重点仍然是:

    • 对于16x 通道 MUX、在自动扫描模式下对所有通道采样时、每通道数据速率降低16倍。
    • 但是、数字滤波器带宽不会改变。 我不是说这种行为是不可接受的,我只是想适当地解释它。

    上述要点是否正确？

    其他背景----

    根据 数据表中下表的注释(3)：

    因此、如果我有16个通道多路复用器、则每个通道仍可获得15kSps / 16 =~900Sps。

    如果我随后对从 ADC 接收到的数据(对于16x MUX 的给定单个通道)执行 FFT、那么如果不存在硬件抗混叠滤波器、那么~450Hz (datarate/2)和12kHz 之间的频率成分将会发生混叠... 对吧？

    此外、关于在后处理中删除它们的注释... 我不确定这会是怎么实现的、因为如果 A->D 边界之前的内容别名和上游处理器无法深入了解其他更高速的采样数据、那么没有办法实际做到这一点。

    我相当肯定、如果没有其他信息、就无法过滤已经混叠的内容(并且我们的处理器将只获得"低速率"解析的数据速率输出)。

  • 0
    TI__Guru**** 2392285 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Wolfquirt：

    Unknown 说：

    因此,除非我错了,主要的重点仍然是:

    • 对于16x 通道 MUX、在自动扫描模式下对所有通道采样时、每通道数据速率降低16倍。
    • 但是、数字滤波器带宽不会改变。 我不是说这种行为是不可接受的,我只是想适当地解释它。

    上述要点是否正确？

    [/报价]

    是的、这是正确的

    Unknown 说：
    如果我接着对从 ADC 接收到的数据(对于16x 多路复用器的给定单个通道)执行 FFT，如果没有硬件抗混叠滤波器，则~450Hz (date/2)和12kHz 之间的频率内容将发生混叠... 正确吗？

    是的、这也是正确的

    如果您担心前几个奈奎斯特区域中信号的混叠问题、则需要使用与非过采样 SAR ADC 类似的外部模拟抗混叠滤波器。

    -Bryan

    [/quote]