Аудиотехника Разработка и ремонт аудиотехники. Усилители, записывающие приставки и другие аудиоустройства своими руками. |
26.11.2015, 21:53
|
|
Частый гость
Регистрация: 26.06.2005
Сообщений: 18
Сказал спасибо: 10
Сказали Спасибо 0 раз(а) в 0 сообщении(ях)
|
Как разбить динамический диапазон шумомера для 10-bit АЦП?
Уважаемые форумчане, прошу помощи в аппаратной реализации шумомера.
Нам необходимо измерять СКЗ звука и Спектр в диапазоне от 130 до 30 dB со средней погрешностью 2-4%. Микрофон электретный. Канал оцифровки – АЦП 10-bit микроконтроллера dsPIC30F.
Т.к. динамический диапазон АЦП составляет 6,02 на разряд, то при разрядности АЦП q = 10 динамический диапазон равен 60.2 дБ.
Приходится разбивать всю шкалу на два поддиапазона: 1) 130 до 69,8 dB и 2) 90,2 до 30 dB
Пересчет напряжений в dB: dB =20* log (Uизм/U0), где Uизм – измеренное напряжение; U0 – базисное напряжение, константа, U0=1.
Переводя dB в разы: m = 10(dB / 20) получаем широкий диапазон:
3.162•10^6 (130 dB) / 3090 (69,8 dB)
3.2360•10^4 (90,2 dB) / 31,62 (30 dB)
Канал измерения звука (через напряжение) перед АЦП включает: усилитель на ОУ, нормализатор на ОУ (приведение сигнала к однополярному с уровнем 0…5В со средней точкой 2,5В), ФНЧ на ОУ.
Вопрос:
Подскажите аппаратную реализацию измерения напряжений в двух указанных диапазонах (может использовать разные каналы АЦП или сделать коммутацию на один)? Предполагается, что контроллер выберет программно нужный диапазон по порогу в 75dB. Как вариант - изменять коэффициент усиления на OУ, путем коммутации доп. резистора?
Приоритет - простоте решение против точности измерений.
|
|
|
|
26.11.2015, 22:00
|
|
Гуру портала
Регистрация: 17.07.2010
Адрес: мурмурляндия
Сообщений: 10,402
Сказал спасибо: 176
Сказали Спасибо 3,128 раз(а) в 2,017 сообщении(ях)
|
Re: Как разбить динамический диапазон шумомера для 10-bit АЦП?
резистором конечно
а чо внутри проца аттенюатора нету чтоль?
__________________
кагмаподэ магмаподэ
|
|
|
|
26.11.2015, 22:08
|
|
Частый гость
Регистрация: 26.06.2005
Сообщений: 18
Сказал спасибо: 10
Сказали Спасибо 0 раз(а) в 0 сообщении(ях)
|
Re: Как разбить динамический диапазон шумомера для 10-bit АЦП?
Аттенюатора нет, простенький АЦП с мах входом +5В. Получается очень широкий диапазон после усилителя. Какой ОУ можно использовать для такого усиления с микрофона? Если резистором то как, можно коммутировать коммутатором (напр. 4053)?
|
|
|
|
26.11.2015, 22:58
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 19.10.2004
Адрес: Нижний Новгород
Сообщений: 1,746
Сказал спасибо: 416
Сказали Спасибо 1,240 раз(а) в 551 сообщении(ях)
|
Re: Как разбить динамический диапазон шумомера для 10-bit АЦП?
"Разбить" не получится никак. Да и нужно ли при заданной точности 2%. 10 бит обеспечивают на порядок большую точность. Но если требуется измерить малые значения - необходимо уменьшить опорное АЦП или ставить усилитель.
Делители, как советовали, не помогут.
__________________
Решил посоветовать, да забыл что...
|
|
|
|
26.11.2015, 23:32
|
|
Частый гость
Регистрация: 16.11.2005
Сообщений: 46
Сказал спасибо: 0
Сказали Спасибо 11 раз(а) в 11 сообщении(ях)
|
Re: Как разбить динамический диапазон шумомера для 10-bit АЦП?
Можно на один вход АЦП микроконтроллера подключить сигнал напрямую, на другой - усиленный, если результат для канала без дополнительного усиления менее чем N, выполнять преобразование для канала с усилением.
Или выполнять преобразования для обоих каналов, для какого выводить результат - анализировать уже по результатам.
Ограничение в канале с усилением должен обеспечивать операционный усилитель так, чтобы не перегружать вход АЦП.
Понадобится позаботиться и об отделении постоянной составляющей и о сдвиге для канала с усилением.
Последний раз редактировалось bvn123; 26.11.2015 в 23:47.
|
|
|
|
26.11.2015, 23:41
|
|
Гуру портала
Регистрация: 17.07.2010
Адрес: мурмурляндия
Сообщений: 10,402
Сказал спасибо: 176
Сказали Спасибо 3,128 раз(а) в 2,017 сообщении(ях)
|
Re: Как разбить динамический диапазон шумомера для 10-bit АЦП?
Сообщение от anatol378
|
Делители, как советовали, не помогут.
|
это почему это?
__________________
кагмаподэ магмаподэ
|
|
|
|
26.11.2015, 23:57
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 20.08.2010
Адрес: Днепр
Сообщений: 8,568
Сказал спасибо: 5,042
Сказали Спасибо 10,611 раз(а) в 3,604 сообщении(ях)
|
Re: Как разбить динамический диапазон шумомера для 10-bit АЦП?
Сообщение от anatol378
|
10 бит обеспечивают на порядок большую точность
|
Не надо забывать, что на вход АЦП подаются не децибелы, а сырой сигнал с микрофона. И 100 децибел - это огромный диапазон входного напряжения, десять в десятой степени. Поэтому и к усилителю, и к АЦП должны предъявляться довольно высокие требования.
Сообщение от Alex0407
|
Микрофон электретный.
|
Простой электретный микрофон для такого диапазона сигнала не годится. Он даже 2% не обеспечит, на краях диапазона будет врать на все 100. Нужен специальный, измерительный микрофон. Конечно, цена его тоже "специальная".
|
|
|
|
27.11.2015, 00:06
|
|
Частый гость
Регистрация: 16.11.2005
Сообщений: 46
Сказал спасибо: 0
Сказали Спасибо 11 раз(а) в 11 сообщении(ях)
|
Re: Как разбить динамический диапазон шумомера для 10-bit АЦП?
и сам 10-разрядный АЦП будет шуметь - дергаться на пару разрядов
|
|
|
|
27.11.2015, 01:02
|
|
Прописка
Регистрация: 07.10.2009
Сообщений: 198
Сказал спасибо: 35
Сказали Спасибо 211 раз(а) в 80 сообщении(ях)
|
Re: Как разбить динамический диапазон шумомера для 10-bit АЦП?
может попробовать сжать динамический диапазон входного сигнала компрессором (на ОУ или транзисторах,не суть важно), с регулируемой степенью ,компрессии,до необходимого уровня максимума входного сигнала
а потом подавать на вход АЦП..
|
|
|
|
27.11.2015, 01:57
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 20.08.2010
Адрес: Днепр
Сообщений: 8,568
Сказал спасибо: 5,042
Сказали Спасибо 10,611 раз(а) в 3,604 сообщении(ях)
|
Re: Как разбить динамический диапазон шумомера для 10-bit АЦП?
Ну, тогда уже перед АЦП можно поставить аналоговый логарифматор. Хотя я бы такого не предложил.
Хотя логарифматор все же лучше, чем компрессор. Ведь после компрессора можно забыть о точности измерения в децибелах.
Последний раз редактировалось Alex9797; 27.11.2015 в 02:05.
|
|
|
|
Ваши права в разделе
|
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения
HTML код Выкл.
|
|
|
Часовой пояс GMT +4, время: 07:31.
|
|