Question:
La réduction de la tension de référence d'un CAN aurait-elle un effet sur la précision?
user1245
2019-04-24 18:21:08 UTC
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Concernant les informations suivantes extraites d'un article:

enter image description here

Le paragraphe raconte ce qui se passe lorsque la Vref ADC est réduite.

Voici la déclaration de la citation ci-dessus:

Notez que si vous réduisez la tension de référence à 0,8 V, le LSB représentent alors 100mV, vous permettant de mesurer une plus petite plage de tensions (0 à 0,8 V) avec une plus grande précision.

N'est-il pas faux de dire "avec plus de précision"?Ne devrait-il pas plutôt être "avec plus de précision"?

(Je demande parce que si je ne clarifie pas ce point, je vais mal comprendre tout le reste)

ils utilisent «précision» dans la phrase suivante.Je ne suis pas sûr qu'il y ait une différence bien définie entre l'exactitude et la précision, comme il y a ** une différence bien définie entre l'exactitude et la résolution.
Mais l'exactitude et la précision ne sont pas la même chose afaik.La précision, je suppose, est l'écart de la valeur moyenne par rapport à la valeur réelle.Mais la précision concerne davantage le nombre de décimales qu'une quantité peut être représentée.2.123 est plus précis que 2.12.C'était ce que je pensais.
Votre compréhension de ce que signifie «précision» n'est pas correcte.Le mot précision est généralement utilisé pour désigner la ** répétabilité ** ou la ** reproductibilité ** d'une mesure.Voir par exemple https://www.nist.gov/pml/nist-tn-1297-appendix-d-clarification-and-additional-guidance
Peut-être n'avez-vous jamais vu le diagramme de la bulle avant: http://cdn.antarcticglaciers.org/wp-content/uploads/2013/11/precision_accuracy.png
Six réponses:
Bimpelrekkie
2019-04-24 18:46:59 UTC
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Je pense que precision signifie plus de chiffres, comme: 1,23 V contre 1,2300 V, ce dernier a plus d'precision. Cependant, cela ne dit rien sur la valeur réelle de la tension. Il est possible que mon compteur inexact indique 1.2300 V alors que la tension réelle est 1.220000 V

Plus de précision signifie que la valeur que j'obtiens est plus proche de la valeur réelle. Donc, mon compteur précis afficherait: 1.221 V tandis que la valeur réelle est 1.220000 V.

Donc 1.221 V a une plus grande précision (mais moins de précision)

pendant

1.2300 V a une plus grande précision (mais moins de précision).

Dans l'exemple ADC, la quantité de nombres (lecture différente) reste la même: 8 lectures. La précision reste donc inchangée quelle que soit la tension de référence. La précision augmente cependant à mesure que la tension de référence diminue, car les intervalles LSB deviennent plus petits à mesure que Vref diminue. Cela signifie que la valeur de l'erreur entre la tension réellement mesurée et la valeur sortie du CAN ( erreur de quantification) deviendra plus petite.

Aussi: à la place, les ingénieurs de "précision" utilisent plus souvent la "résolution".

J'ai aussi pensé similaire, mais alors dire "avec une plus grande précision" dans ce contexte est faux correct?Une meilleure résolution entraîne une meilleure précision mais pas une meilleure précision.
C'est l'inverse, la précision reste la même car l'ADC est de 8 bits.La précision augmente à mesure que l'erreur entre la valeur rapportée et la valeur réelle devient plus petite lorsque Vref est diminuée.
Vous voulez dire 3 bits au lieu de 8 bits?
Vous avez raison, 3 bits, 8 valeurs
Je vois.Encore une chose.Si le Vref restait le même mais que la résolution ADC était augmentée, disons à 6 bits à partir de 3 bits;pour ce cas, pouvons-nous dire que la précision s'améliore mais que la précision reste la même?Ou ils s'améliorent tous les deux?J'espère que vous avez des commentaires à ce sujet, car il est très important de le clarifier.
En supposant que le Vref est "assez bon" pour un convertisseur 6 bits, la précision et la précision s'améliorent.La précision s'améliore parce que l'erreur de quantification devient plus petite (la valeur de l'ADC sera plus proche de la valeur réelle lorsque le LSB est diminué), mais des nombres plus précis sont également signalés car il y a plus d'intervalles lors de l'utilisation de 6 bits.
TimWescott
2019-04-24 19:54:36 UTC
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N'est-il pas faux de dire "avec plus de précision"?Ne devrait-il pas plutôt être "avec plus de précision"?

Oh, bien.Quelqu'un qui connaît la différence.

Dans une certaine mesure, oui, avec une plus grande précision.Mais probablement pas par le rapport que vous avez réduit la tension de référence, et à une quantité décroissante au fur et à mesure.Certaines des sources d'erreur d'un ADC se trouvent à l'avant et se reflètent essentiellement sous forme de tension à l'entrée.Mais - principalement pour les ADC SAR - certaines des sources d'erreur dans un ADC sont dans la conversion elle-même.

Une description très simplifiée du fonctionnement d'un convertisseur SAR est qu'il fait des suppositions éclairées sur la réponse, les applique à un DAC et compare le signal analogique résultant à l'entrée.La non-linéarité (incrémentale et intégrale) d'un ADC provient presque entièrement du DAC intégré, et la réduction de la tension de référence devrait réduire proportionnellement l'ampleur de ces erreurs.

nsayer
2019-04-24 19:39:06 UTC
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Réduire la tension de référence signifie simplement que la taille des "étapes" entre les valeurs numériques est réduite. Cela augmente la résolution du convertisseur au détriment de la portée, mais si la plage de mesure est contrainte de la même manière, l'augmentation de la résolution est un avantage.

Je ne m'attendrais pas à ce que la modification de la tension de référence ait un impact sur la précision, sauf que dans certains cas, lorsque vous réglez la tension de référence à ou près de la tension d'alimentation, la linéarité à l'extrémité supérieure de la plage peut en souffrir. cas (c'est probablement plus un problème avec les DAC qu'avec les ADC).

La précision des ADC ou DAC comporte 3 éléments: le décalage, la linéarité et le bruit. Le décalage est, en fait, la différence entre zéro volt et toute tension qui entraîne réellement une lecture nulle. La linéarité est la cohérence de la taille de pas sur toute la plage numérique. Le bruit correspond au changement auquel vous pouvez vous attendre avec la même entrée lue plusieurs fois de suite. Je ne m'attendrais pas à ce que la modification de la tension de référence ait un impact sur l'un de ces paramètres, à l'exception de la linéarité, comme je l'ai déjà dit.

analogsystemsrf
2019-04-24 21:29:49 UTC
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Avec une Vref plus petite, le comparateur de l'ADC aura des tensions plus petites à utiliser pour prendre des décisions, donc les erreurs (la non-linéarité différentielle) changeront.

Vous aurez le même nombre de bits, mais la linéarité intégrale et la linéarité différentielle deviennent imprévisibles à mon humble avis.

De plus, le bruit aléatoire et le rejet de l'alimentation deviennent plus importants.Si l'approximation successive est effectuée par division de charge, etc., alors la taille des condensateurs (pondérée binaire?) Est importante.Utilisation

Vnoise = sqrt (K * T / C)

vous allez calculer le bruit aléatoire intégré TOTAL d'un condensateur 10pF soit 20 microVolts RMS, soit environ 130 microVolts PeakPeak au niveau 1PPM.À mesure que les plafonds deviennent plus petits, disons 0,1 pF, le bruit PeakPeak est maintenant sqrt (10p / 0,1p) ou sqrt (100) ou 10 fois plus de bruit aléatoire, soit 1300 microVolts.

Dmitry Grigoryev
2019-04-25 17:13:30 UTC
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En règle générale, le terme «précision» fait référence à une partie systématique de l'erreur, tandis que «précision» fait référence à la partie aléatoire:

enter image description here

Réduire la plage ADC (en abaissant la tension de référence) augmentera la résolution et réduira le bruit de quantification (ce qui n'est pas systématique *), améliorant ainsi la précision absolue . Cependant, cette amélioration ne sera visible que si le bruit de quantification est dominant: si un autre type de bruit aléatoire significatif (par exemple du CA sur la ligne d'alimentation) est présent, l'amélioration de la précision ne sera pas perceptible.

La précision (ou justesse) peut également s'améliorer en fonction des propriétés internes de l'ADC. Les erreurs de non-linéarité et de gain sont (généralement) proportionnelles à la tension de référence, de sorte que ces erreurs absolues seront généralement réduites, tandis que l'erreur de décalage peut souvent ne pas changer. Le changement global de précision dépendra à nouveau de laquelle de ces erreurs est dominante.

Selon Wikipédia, la "précision" peut être utilisée pour décrire une combinaison d'erreurs aléatoires et systématiques, donc lorsque la précision et l'exactitude sont améliorées, il n'est pas faux de dire que la mesure est meilleure précision.

(*) - l'erreur de quantification dépend en fait du signal, mais c'est une hypothèse très utile nécessaire pour le modèle de bruit additif, qui est automatiquement valable lorsque cette erreur est relativement petite. Lorsque le bruit de quantification est important, un bruit aléatoire artificiel ( dither) est souvent appliqué pour faire fonctionner le modèle de bruit additif.

Une illustration trop claire pour ne pas voter UP.
Elliot Alderson
2019-04-24 19:07:21 UTC
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Je pense que vous n'avez tout simplement pas toutes les informations. Il est certainement vrai que la résolution et la précision sont deux choses très différentes. La résolution absolute ou voltage est directement fonction de la tension de référence du convertisseur. Avec \ $ N \ $ bits, la résolution de tension est \ $ V_ {ref} / 2 ^ N \ $ span>. Le mot precision n'est pas un bon choix dans cette discussion; sa signification est moins bien définie et se réfère généralement plus à la répétabilité d'une mesure.

Cependant, je pense que ce qui manque dans la diapositive que vous montrez, c'est que l'accuracy d'un convertisseur ADC est généralement spécifié comme un certain nombre d'bits plutôt que comme une tension absolue. L'équivalent de tension d'un "bit" est la quantité de changement de tension qui provoquerait un changement de un dans le LSB de la valeur convertie. Ceci est parfois appelé simplement \ $ V_ {LSB} \ $ . Ainsi, si vous modifiez la tension de référence, la valeur de \ $ V_ {LSB} \ $ changera également et la précision relative du convertisseur restera la même. Cependant, des valeurs inférieures de la tension de référence se traduisent par des valeurs plus petites de \ $ V_ {LSB} \ $ , donc la diminution de la tension de référence conduit à une précision absolute plus petite (en volts ).

Votre "précision est directement fonction de la tension de référence du convertisseur" ne correspond pas à l'autre réponse qui dit que la précision reste la même.Il y a encore une certaine confusion.
Vous avez raison ... mais nous ne devrions pas du tout utiliser le mot ** précision **.Nous devrions parler de la ** résolution ** du convertisseur.Je vais éditer.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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