Wat is Oversampling?

Bemonsteren met een frequentie die ruim boven de voor het signaal benodigde frequentie ligt (tweemaal de Nyquistfrequentie). De kwantisatieruis wordt over een brede band verspreid, zodat de ruis in de signaalband afneemt. Basis van de ΔΣ-ADC.

Japanse benaming: オーバーサンプリング

“Oversampling” komt voor in 5 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. A/D- en D/A-conversie.

Vakgebied: A/D- en D/A-conversie

Nu oefenen: vragen over Oversampling

Met hoeveel verbetert de kwantisatieruis bij eenvoudige oversampling zonder noise shaping wanneer de samplefrequentie met een factor 4 wordt verhoogd?

  1. AGeen verbetering
  2. BCirca 6 dB (circa 1 bit)
  3. CCirca 24 dB (circa 4 bits)
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Circa 6 dB (circa 1 bit)

De totale hoeveelheid kwantisatieruis is constant; bij een hogere samplefrequentie wordt de ruis dunner over een breder frequentiebereik uitgesmeerd. De ruis binnen de signaalband daalt met 10 log₁₀(4) ≈ 6 dB, een verbetering van circa 1 bit. Bij eenvoudige oversampling is dus voor 1 extra bit een factor 4 in snelheid nodig en voor 2 bits een factor 16, wat inefficiënt is. De ΔΣ-ADC combineert oversampling met noise shaping en bereikt zo een veel grotere verbetering.

Welke van de AD-converterarchitecturen behoort tot de oversampling-converters?

  1. AFlash-ADC
  2. BΔΣ-ADC
  3. CSuccessive-approximation-ADC
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. ΔΣ-ADC

ADC's zijn onder te verdelen in Nyquist-converters, die met circa tweemaal de Nyquist-frequentie samplen (flash, successive approximation, pipeline enz.), en oversampling-converters, die met een veel hogere frequentie samplen. De ΔΣ-ADC is de belangrijkste oversampling-converter; de oversamplingratio (OSR) bedraagt gewoonlijk enkele tientallen tot honderden. Nyquist-converters converteren elk sample onafhankelijk en zijn daarom ook geschikt voor multiplexen van meerdere kanalen.

“Oversampling” in de toelichting

Vragen met “Oversampling” (5)

  1. Met hoeveel verbetert de kwantisatieruis bij eenvoudige oversampling zonder noise shaping wanneer de samplefrequentie met een factor 4 wordt verhoogd?
  2. Welke van de AD-converterarchitecturen behoort tot de oversampling-converters?
  3. Welke uitspraak over de werking van een successive-approximation-ADC (SAR-ADC) is juist?
  4. Welke uitspraak over een ΔΣ-AD-converter (delta-sigma) is juist?
  5. Welk type filter wordt als anti-aliasingfilter voor een AD-converter gebruikt?

Verwante termen

ΔΣ-ADC (delta-sigma-ADC) Noise shaping SAR-ADC (successive approximation) Comparator Via Aliasing Bemonsteringstheorema (sampling theorem) DNL (differentiële niet-lineariteit) ENOB (effectief aantal bits) Flash-ADC

Naar de woordenlijst