এডিসির আগে অপ-এম্পে একটি অ্যান্টি-এলিয়জিং ফিল্টার যুক্ত করা হচ্ছে


9

আমি একটি সার্কিট ডিজাইন করছি যা সাউন্ড উত্স স্থানীয়করণের জন্য একাধিক চ্যানেল থেকে অডিও নমুনাগুলি ক্যাপচার করার উদ্দেশ্যে।

প্রতিটি চ্যানেলের 13 বিট এডিসিতে যাওয়ার আগে নিম্নলিখিত 2 টি পর্যায় ওপ-অ্যাম্প সার্কিট রয়েছে:

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

আমি প্রায় 10KHz পর্যন্ত সাউন্ড উত্স স্থানীয়করণ করতে সক্ষম হতে চাই তবে ব্যান্ডউইদথ আরও বৃহত্তর (আমার ধারণা কনডেন্সার মিক্স প্রায় 16KHz পর্যন্ত পরিচালনা করতে পারে, 100% নিশ্চিত নয়)

আমি যত দ্রুত স্থানিক রেজোলিউশন পেতে পারি ততই আমি নমুনা করি। আমি প্রায় 75KHz এর একটি নমুনা হার মেনে নিতে সক্ষম।

প্রশ্ন আমাকে এডিসির আগে অ্যান্টি-এলিয়জিং ফিল্টারগুলি নিয়ে চিন্তা করার দরকার আছে কি? আমি যেমন বুঝতে পারি এটি কেবলমাত্র এলিয়াসিং তখনই ঘটে যখন আপনি নাইকুইস্ট সীমাটির নীচে কাজ করেন, সুতরাং 75KHz / 2 এর একটি তাত্ত্বিক সর্বাধিক ফ্রিকোয়েন্সি উপাদানটি আমার সীমা হবে যা আমার প্রয়োজনের তুলনায় অনেক বেশি।

আমার যদি অ্যান্টি-এলিয়জিং ফিল্টারগুলির প্রয়োজন না হয় তবে আউটপুটটিতে অযাচিত আওয়াজ অপসারণ করার জন্য আমার আরও কিছু করা উচিত? যখন আমি কোনও সুযোগের দিকে নজর দিচ্ছি তবে এটি ঠিক আছে বলে মনে হচ্ছে তবে এটি কেবল 1 টি নির্মিত চ্যানেলের সাথেই রয়েছে, যখন আমি একই বোর্ডে পাঁচটি চ্যানেল যুক্ত করি তখন তারা একে অপরের সাথে হস্তক্ষেপ করতে চলেছে I


1
আপনি আপনার পরিকল্পনা অনুযায়ী কিছু বিন্দু মিস করছেন। একটি বিশেষ ক্ষেত্রে এটি দেখতে দেখতে আর 2 / আর 4 জুটির একমাত্র উদ্দেশ্য হ'ল + 5 ভি সরবরাহে 25 ইউএ লোড যুক্ত করা।
মাইকেল কারাস

1
চ্যানেলগুলির মধ্যে ক্রস্টল্টক "শব্দ" নয়। ফিল্টারিং এ থেকে মুক্তি পাবে না।
স্কট সিডম্যান

1
আমি স্কিম্যাটিক আপডেট করেছি। @ স্কটসিডম্যান কি ক্রসস্টালক প্রতিরোধ / নির্মূল করার জন্য আমি কিছু করতে পারি?
ডেভিড বার্লিনার

1
অঙ্কিত হিসাবে, আর 3 এবং আর 5 অর্থহীন। আপনি আইসি 1 এ এর ​​আউটপুট এবং আর 5 এবং আর 3 এর মধ্যে নোডের মধ্যবর্তী একটি ক্যাপটি হারিয়েছেন।
অলিন ল্যাথ্রপ

1
অলিনল্যাথ্রপকে ভাল স্পট করা, আমি এখনই এটি যোগ করেছি।
ডেভিড বার্লিনার

উত্তর:


13

সিগন্যাল ডিজিটাইজ করার আগে অ্যান্টি-এলিয়জিং ফিল্টার ব্যবহার করা সর্বদা ভাল অনুশীলন। যদিও আপনার টার্গেট সিগন্যালে এনকুইস্ট হারের চেয়ে বেশি ফ্রিকোয়েন্সি উপাদান নেই, তবে শোনার অন্যান্য উত্স থাকতে পারে।

প্রথমে আপনাকে সিদ্ধান্ত নিতে হবে আপনি কোন ব্যান্ডউইথটি কভার করতে চান। যদি আপনার এডিসি 75kHz তে নমুনা হয় তবে 37.5kHz এর উপরে কোনও ফ্রিকোয়েন্সি থাকা উচিত নয়। এর পরে, আমরা আপনার অ্যান্টি-এলিয়াসিং ফিল্টারটির প্রয়োজনীয় মনোযোগ এবং ক্রম গণনা করি। এর জন্য নিম্নলিখিত চিত্রটি বিবেচনা করুন:

অ্যান্টি-এলিয়জিং ফিল্টার এবং ওভারস্যাম্পলিংয়ের মধ্যে সম্পর্ক

এই চিত্রটি দুটি কেস স্যাম্পলিং রেট এফএস এবং একটি কে কে এফএস সহ উপস্থাপন করে । ইনপুট সংকেত (ডিজিটাল মিক্সিং) এর নমুনার কারণে, fs / 2 এর চেয়ে বেশি সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সি উপাদানগুলি "ভাজযুক্ত" ফিরে আসবে। Fs-fa এর চেয়ে বেশি ফ্রিকোয়েন্সি উপাদানগুলি তখন সুদের সংকেত (লাল) এর সাথে যুক্ত হবে।
চিত্রে (এ), আমরা ধরে নিই যে আপনি একটি নাইকুইস্ট হার ( এফএস / 2 ) এর কাছাকাছি ব্যান্ডউইথ ( এফএ ) সহ একটি সংকেত নমুনা করতে চান । একটি নির্দিষ্ট গতিশীল পরিসীমা (ডিআর) গ্যারান্টি দিতে আমাদের একটি খাড়া রোল অফ প্রয়োজন যেমন একটি উচ্চ ফিল্টার ওডার যা fs-fa এর চেয়ে বেশি ফ্রিকোয়েন্সি সহ কোনও শব্দকে কমিয়ে দেয় । চিত্র (বি) এ আমরা একটি উচ্চতর নমুনা হার ( কে * এফএস ) ব্যবহার করি) যা ফিল্টারের প্রয়োজনীয় ক্রমটি শিথিল করে এবং সার্কিট ডিজাইনকে সহজতর করে।

যেমনটি আপনি উল্লেখ করেছেন, আপনার এডিসির রেজোলিউশন 13 ডিবি রয়েছে। আপনার আদর্শ এসএনআর (নয়েজ অনুপাতের সংকেত) বা এক্ষেত্রে আপনার ডিআর হ'ল:

এসএনআর=এন6,02+ +1.76[বি]=80বি

সুতরাং, আদর্শ ক্ষেত্রে আপনি fs-fa এ কমপক্ষে 80 ডিবি এর একটি সূক্ষ্মতা চান । একটি প্রাথমিক প্রথম অর্ডার লো-পাস ফিল্টারটিতে 20 ডিবি / ডিসির সংশ্লেষ থাকে। আপনি যদি 20kHz বলতে আপনার সংকেত ব্যান্ডউইথকে সীমাবদ্ধ করেন, তবে আপনার আদর্শ নমুনার ফ্রিকোয়েন্সি 200MHz এ থাকে।

-80বি=একটি1080বি20বি=200এমএইচz- র

আপনার স্যাম্পলিং হার 75 কেজি হার্টের সাথে এই সীমাবদ্ধতাটি মেটানোর জন্য আপনার কম পাসের ফিল্টার 8 ম অর্ডার দরকার হবে। এটি অবশ্যই অনেক কিছু তবে এই সমস্ত গণনাগুলি আপনার আগ্রহের সংকেত হিসাবে প্রশস্ত পরিমাণে শব্দকে সমানভাবে ধরে নিয়েছে। অনুশীলনে দ্বিতীয় বা তৃতীয় অর্ডার ফিল্টার সম্ভবত যথেষ্ট sufficient

অতিরিক্ত তথ্যের জন্য দেখুন: ডাব্লু। কেস্টার, ডেটা রূপান্তর হ্যান্ডবুক: অ্যানালগ ডিভাইস। আমস্টারডাম ইউএ: এলসেভিয়ার নিউনেস, 2005


1
ধন্যবাদ মার্টিন এই সমীকরণগুলি এসেছে যেখানে আপনার সম্ভবত কোনও লিঙ্ক আছে যাতে আমি আরও কিছুটা পড়তে পারি এবং সেগুলি বুঝতে পারি?
ডেভিড বার্লিনার

1
@ ডেভিড ডব্লু। কেস্টার, অ্যানালগ ডিভাইসগুলি থেকে ডেটা রূপান্তর হ্যান্ডবুকটি সাধারণভাবে অ্যাডিসি সম্পর্কে একটি দুর্দান্ত বই। চিত্রটি ২ য় পৃষ্ঠার ২ য় অধ্যায় থেকে। আমি আমার পোস্টে উপরে একটি লিঙ্ক যুক্ত করেছি।
মার্টিন

শুধু পরিষ্কার হতে। একটি অ্যান্টি আলিয়াজিং ফিল্টার মূলত কেবল একটি কম পাস ফিল্টার, হ্যাঁ?
লুক

1
@ লুক সঠিক Fs / 2 এর নীচে ফ্রিকোয়েন্সিগুলি পাস করতে পারে অন্য কোনও কিছুকে যতটা সম্ভব নমনীয় করা যায়। একটি ব্যতিক্রম আছে। যদি আপনার ইন্টারেস্টের সিগন্যালের শূন্যের উপরে সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সি (যেমন ব্যান্ডপাস সিগন্যাল) সহ একটি সীমিত ব্যান্ডউইথ থাকে তবে আপনি আন্ডার স্যাম্পলিং ব্যবহার করেন এবং সেইজন্য একটি ব্যান্ডপাস-অ্যান্টি-আলিয়াজিং-ফিল্টার প্রয়োজন। আন্ডার স্যাম্পলিংও
মার্টিন

10

আমার কি এডিসির আগে অ্যান্টি-এলিয়জিং ফিল্টারগুলি নিয়ে চিন্তা করা দরকার?

যদি না আপনার এডিসিতে একটি অন্তর্নির্মিত অ্যান্টি-এলিয়জিং ফিল্টার না থাকে তবে হ্যাঁ, আপনি কেবল এনকিস্টের সীমাবদ্ধতার নীচে ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে আগ্রহী হলেও আপনার এটি সম্পর্কে যত্ন নেওয়া উচিত।

কারণটি হ'ল, ফ্রিকোয়েন্সি nyquist সীমা ভাঁজ (আয়না) থেকে আপনার আগ্রহের ফ্রিকোয়েন্সি সীমার মধ্যে ফিরে। উদাহরণস্বরূপ, যদি আপনি 20khz এ নমুনা নিচ্ছেন এবং আপনার কনডেনসার মাইক 15khz এ অডিওটি তুলবে আপনি আপনার নমুনাযুক্ত ডেটাতে একটি শক্তিশালী 5khz সংকেত পাবেন।

যেহেতু আপনি ইতিমধ্যে ওপ্যাম্প ব্যবহার করছেন আপনি সহজেই বিদ্যমান সার্কিটটিতে কিছু সস্তা কম-পাস ফিল্টার যুক্ত করতে পারেন। এটি করতে কেবল একটি ক্যাপাসিটারটি R6 এবং R7 এর সমান্তরালে রেখে দিন। তারা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য কম প্রতিরোধের হিসাবে কাজ করবে এবং কম ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে প্রভাবিত না রেখে সামগ্রিক লাভ হ্রাস করবে। এটি ইতিমধ্যে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি উপাদানগুলিকে আরও কমাতে এবং এলিয়াসিং কমিয়ে আনতে কিছুটা সহায়তা করবে।

আপনি যদি আরও ভাল পারফরম্যান্স চান তবে স্যালেন-কী লো-পাস ফিল্টারগুলি পরীক্ষা করে দেখুন। একটি তৃতীয় অর্ডার ফিল্টার একটি একক ওপ্যাম্পের চারপাশে নির্মিত হতে পারে।

আপনার সার্কিটটি সাধারণভাবে: আপনি যদি কেবলমাত্র আপনার একক সরবরাহ 5V থেকে টিএল 64 ওপ্যাম্পগুলি চালিত করেন যা কাজ করবে না। আপনি ডেটা-শিট থেকে বেশ কয়েকটি পরামিতি অতিক্রম করেছেন। সর্বাধিক উল্লেখযোগ্য হ'ল, আপনার কাছে কেবল সর্বনিম্ন সরবরাহের ভোল্টেজ রয়েছে। এছাড়াও টিএল 64 ওপ্যাম্পগুলিতে ন্যূনতম গ্যারান্টিযুক্ত আউটপুট ভোল্টেজের পরিসীমা রয়েছে যা রেল থেকে 4V দূরে রয়েছে, সুতরাং 10V সাপির সাহায্যেও আপনার সিগন্যালটি একটি ছোট 2 ভি ব্যান্ডের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকবে।

আমি আপনাকে এলএম 358 (টিএসএইচ 80 / টিএসএইচ 84 একটি আধুনিক আপগ্রেড) এর মতো একক সরবরাহ অপারেশনের জন্য একটি ওপ্যাম্প বাছাই বা রেল থেকে রেল ওপ্যাম্প ব্যবহার করার পরামর্শ দিচ্ছি।


2
মূল্যবান মতামতের জন্য আপনাকে ধন্যবাদ। আমি গিয়ে এই ওপ্যাম্পের জন্য ডেটাশিটটি যাচাই করেছিলাম এবং আপনি সঠিক, তবে আমার সার্কিটটি কাজ করে !? আমি কেবল এটি +5 ভি এবং 0 ভি দিচ্ছি এবং তবুও আমার তরঙ্গ প্রায় 3.5V শিখর থেকে শীর্ষে ক্লিপ হতে শুরু করে। সবচেয়ে উদ্ভট। আমি নিশ্চিত নই যে আমাকে নীতিগতভাবে এটি পরিবর্তন করা উচিত বা ছেড়ে দেওয়া উচিত কারণ এটি কাজ করছে ...
ডেভিড বার্লিনার

3
ডেটা-শিটের প্যারামিটারগুলি সবচেয়ে খারাপ মানের values আদর্শ ওপ্যাম্পের আরও ভাল বৈশিষ্ট্য থাকতে পারে। যদি কোনও ব্যক্তিগত প্রকল্প বা কোনও প্রোটোটাইপের জন্য থাকে তবে ইম্প স্প্যামের বাইরে ওপ্যাম্প ব্যবহার করা ভাল।
নিলস পিপেনব্রিংক
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.