Il contenuto di queste pagine e' una libera traduzione
dall'Inglese del tutorial prelevabile dal sito della Maxim (Filter
Basics: Anti-Aliasing)
Sovra-campionamento (Oversampling)
Il sovra-campionamento e' il processo con cui si prelevano
campioni di un segnale a più alta frequenza di quanto richiesto dal
criterio di Nyquist. Il vantaggio del processo di sovra campionamento
sta nella riduzione del rumore nella banda di interesse o meglio e'
possibile aumentare il rapporto segnale - rumore o SNR.
Supponiamo che il rumore è bianco a banda larga. Ciò è differente che
avendo una media, dove molti campioni sono prelevati ed il rumore è
avuto una media di. Oversampling può pensarsi a in questo modo: se il
segnale in ingresso è derivato da una fonte del segnale che scopa la
frequenza
dell'input, lo spettro di frequenza può essere diviso nelle gamme o
"negli
scomparti", ogni scomparto che ha una larghezza fissa. Il rumore a
banda
larga è distribuito fuori nell'intera gamma di frequenza di interesse,
in modo da ogni scomparto ha una determinata quantità di rumore. Ora se
il tasso di campione è aumentato, il numero di scomparti di frequenza
inoltre
aumenta. In questo caso, la stessa quantità di rumore è ancora
presente,
ma abbiamo più eccedenza degli scomparti che spargerla. Allora
utilizziamo
un filtro per rimuovere il rumore fuori della fascia di frequenza di
interesse. Il risultato è che ogni scomparto ha meno rumore ed abbiamo
ridotto così
efficacemente il pavimento di rumore del sistema oversampling.
Come esempio, se abbiamo un 2ksps ADC (usiamo il limite di Nyquist di
1kHz nella seguente formula) e un segnale che è 1kHz, con un filtro
digitale 1kHz che segue l'cAdc, l'elaborazione è dato vicino: -10 ceppo
(1kHz/1kHz) = 0dB. Se aumentiamo il tasso del campione a 10ksps, il
guadagno d'elaborazione ora è -10 ceppo (1kHz/5kHz) = 7dB, o circa
1-bit di risoluzione (1-bit è approssimativamente uguale ad un
miglioramento 6dB in SNR). Nle sovra campionamento, il rumore non
è ridotto, piuttosto è stato distribuito fuori in una larghezza di
banda più larga, disponendo alcuno del rumore fuori della fascia di
interesse (con il nostro filtro digitale) e quindi dante seguito che il
rumore è stato ridotto.
Questo miglioramento di rumore è basato sulla seguente equazione:
Il miglioramento di SNR (dB) = 10 LOGA/b, dove A è
uguale il rumore ed uguali di B oversampled il rumore. Un altro senso
dichiare
questo è che oversampling riduce il rumore in-band di quantizzazione di
rms
dalla radice quadrata del rapporto oversampling. O, se il rumore è
ridotto
da un fattore di due, ci è un guadagno d'elaborazione efficace di 3dB.
tiene presente che stiamo parlando soltanto del rumore a banda larga
qui. Altre fonti rumore ed altri errori non possono essere rimosse
semplicemente oversampling.
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