The signal-to-noise ratio and the resolution of dither signal A/D conversion systems

• Autorzy: Domańska A.

Warianty tytułu

PL

Stosunek sygnału do szumu i rozdzielczość układów konwersji a-c z sygnałem ditherowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In measurement systems applying methods, which involve advanced processing, the value of the measurand is established through a digital processing of the recorded instantaneous values of the signal. This digital processing is preceded by analog-to-digital (a-d) conversion. The impact of the a-d conversion on the measurement signal determines the extent to which the discrete signal preserves the measurand contained in the continuous signal. The parameters of the impact of the a-d conversion on the signal include the signal-to-noise ratio (SNR) and the nominal resolution (N) of an analog-to-digital (A/D) converter. The SNR may be increased and the effect of an improved N may be achieved by means of modifying the process of discretization in the time axis, by applying the oversampling method, or in the value axis, by applying dither signal quantization. The paper describes the two methods of modification and discusses their equivalence (interchangeability) from the point of view of criteria SNR and N, taking into account the theoretical procedures of the improvement of the SNR through modifying the process of discretization in the value axis, by means of applying dither signal quantization. The procedures have been developed especially for this purpose.

PL

W systemach pomiarowych, w których stosowane są metody pomiarowe z zaawansowanym przetwarzaniem, wartość wielkości mierzonej jest wyznaczana w rezuItacie cyfrowego przetwarzania zaewidencjonowanych wartości chwilowych sygnału. Poprzedza je konwersja analogowo-cyfrowa (a-c). Od wpływu konwersji a-c na sygnał pomiarowy zależy na ile informacja o wielkości mierzonej zawarta w sygnale ciągłym, zachowa się w sygnale o postaci dyskretnej. Jednym z parametrów charakteryzujących wpływ konwersji a-c na sygnał jest stosunek sygnału do szumu (SNR) i nominaIna rozdzielczość (N) przetwornika analogowo-cyfrowego (A/C). Poprawę SNR oraz efekt wzrostu N można osiągnąć modyfikując proces dyskretyzacji w osi czasu lub w osi wartości. Modyfikacja w osi czasu polega na zastosowaniu metody z nadpróbkowaniem. Modyfikacja w osi wartości polega na zastosowaniu kwantowania z sygnałem ditherowym. Przedstawiono obie metody modyfikacji oraz zagadnienie ich równorzędności (wymienności) z punktu widzenia kryterium SNR i N. Wykorzystano opracowane w tym celu podstawy teoretyczne poprawy SNR w wyniku modyfikacji dyskretyzacji w osi wartości metodą kwantowania z sygnałem ditherowym.

Słowa kluczowe

EN

A/D conversion; dither; oversampling; signal-to-noise ratio; resolution

PL

konwersja analogowo-cyfrowa; dither; nadpróbkowanie; stosunek sygnału do szumu; rozdzielczość

• Wydawca: Komitet Metrologii i Aparatury Naukowej PAN
• Czasopismo: Metrology and Measurement Systems
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 10, nr 4
• Strony: 353--365
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Domańska A.

• Poznań University of Technology, Institute of Electronics and Telecommunications

Bibliografia

• 1. Dallet D., Benhoumieu Y.: A survey on the dynamic characterization of A/D converters. Measurement, Vol. 24, No. 4, 1998, pp. 263-279.
• 2. Plassche R.: Scalone przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe. Warszawa, WKŁ 1997.
• 3. Candy J. (ed): Oversampling delta-sigma data converters. Theory, design, and simulation. New York, IEEE Press 1992.
• 4. Domańska A.: A-D Conversion with dither signal-possibilities and limitations. Measurement Science Review, Vol. 1, No. 1, 2001, pp. 75-78.
• 5. Papoulis A.: Prawdopodobieństwo, zmienne losowe i procesy stochastyczne. Warszawa, WNT 1972.