Hallo, am letzten Freitag gab es nach Feierabend eine kurze Diskussion die ich sehr interessant fand. Angenommen man hat ein Oszi, welches vier Kanäle bietet. Nun schaltet man diese alle Parallel. Natürlich wird das Messsignal vier mal so stark belastet. Diese digital Kisten verfügen nun über alle Funktionen die man sich denken kann. Dann kann man doch einfach den Mittelwert der vier Signale bilden und das Rauschen des Eingangs deutlich mindern. Findet das irgendwo Anwendung, wenn nicht wieso?
Welches Oszilloskop hat so stark rauschende Eingänge, daß man zu derartigen Lösungen greifen wollte?
Wurzelzieher schrieb: > Dann kann man doch einfach den Mittelwert der vier Signale > bilden und das Rauschen des Eingangs deutlich mindern. Bei Verwendung aller 4 Eingänge hat man aber auch i.d.R. nur 1/4 der Abtastfrequenz eines einzelnen Kanals. Denn auch preiswerte DSOs schalten die 4 ADCs parallel für die maximale Samplingrate, und steuern die Abtast-Intervalle entsprechend.
Wurzelzieher schrieb: > Dann kann man doch einfach den Mittelwert der vier Signale > bilden und das Rauschen des Eingangs deutlich mindern. Seit wann minimiert Mittelwertbildung das Rauschen?
Rausch-Experte im Rausch schrieb: > Seit wann minimiert Mittelwertbildung das Rauschen? Den Mittelwert jedes Abtastpunktes, nicht der ganzen Kurve. Aber Mittelwertbild hat schon immer das Rauschen reduziert. Die Signale addieren sich linear, du hast also in dem Fall die vierfache Amplitude. Rauschsignale addieren sich mit der Wurzel aus der Summe der quadratischen Rauschspannungen, in dem Fall hast du nur das doppelte Rauschsignal.
Im Prinzip wird das gemacht. Nennt sich bei Keysight "hohe Auflösung". Und je weniger kanäle aktiviert sind, desto höher ist die Abtastf4equenz des einzelnen.
HildeK schrieb: > Rausch-Experte im Rausch schrieb: >> Seit wann minimiert Mittelwertbildung das Rauschen? > > Den Mittelwert jedes Abtastpunktes, nicht der ganzen Kurve. > Aber Mittelwertbild hat schon immer das Rauschen reduziert. > Die Signale addieren sich linear, du hast also in dem Fall die vierfache > Amplitude. > Rauschsignale addieren sich mit der Wurzel aus der Summe der > quadratischen Rauschspannungen, in dem Fall hast du nur das doppelte > Rauschsignal. Und wenn das Rauschen kein AWGN ist? Quantisierungsrauschen bspw.. Oder Phasenrauschen. Abgesehen von der veränderten Eingangskapazität und damit fer Grenzfrequenz für den Kanal. Ein Tiefpass sollte eh das meiste Rauschen eliminieren.
Wurzelzieher schrieb: > Findet das irgendwo Anwendung, wenn nicht wieso? Klar, mein Oszi macht das so ähnlich. (PicoScope 5444A) Es hat 8 ADCs mit 14 Bit und 125 MS/s. Im 16-Bit Modus laufen alle Wandler an einem Kanal parallel, außerdem werden noch immer 2 Meßwerte/Wandler gemittelt (effektive maximale Abtastrate 62.5 MS/s) Damit hat man 16 Meßwerte mit 14 Bit zum Mitteln. Und gewinnt effektiv 2 weitere Bits. (sofern das Wandlerrauschen überwiegt) Aber viele Oszis haben noch weitere Möglichkeiten Rauschen zu minimieren. Neben einer Hardware-Bandbreiten Limitierung (meist 20 MHz) noch weitere in Software: z.B. Mittelwertbildung über mehrere aufeinanderfolgende Meßwerte (hochaufösender Modus oder so ähnlich) damit lassen sich meist weitere 4 Bits an Auflösung gewinnen (z.B. 20 Bit im 16 Bit Modus). Teilweise lassen sich auch gezielt Software-Tiefpässe programmieren z.B. 100 kHz Bandbreite um das Rauschen zu minimieren. Bevor ich also alle 4 Tastköpfe exakt in Verstärkung und Frequenzgang aufeinander abgleiche um 2 Bits zu gewinnen schöpfe ich erst mal die eingebauten Möglichkeiten aus. Gruß Anja
HildeK schrieb: > Den Mittelwert jedes Abtastpunktes, nicht der ganzen Kurve. > Aber Mittelwertbild hat schon immer das Rauschen reduziert. > Die Signale addieren sich linear, du hast also in dem Fall die vierfache > Amplitude. > Rauschsignale addieren sich mit der Wurzel aus der Summe der > quadratischen Rauschspannungen, in dem Fall hast du nur das doppelte > Rauschsignal. du hast es auf den Punkt gebracht. Anja schrieb: > z.B. Mittelwertbildung über mehrere aufeinanderfolgende Meßwerte > (hochaufösender Modus oder so ähnlich) damit lassen sich meist weitere 4 > Bits an Auflösung gewinnen (z.B. 20 Bit im 16 Bit Modus). Agilent macht das in ihren DSOs genau so. Nennt sich high Resolution. Ralph Berres
Rausch-Experte im Rausch schrieb: > Und wenn das Rauschen kein AWGN ist? > Quantisierungsrauschen bspw.. Oder Phasenrauschen. Bei Quantisierungsrauschen funktioniert das genauso. So hat z.B. Philips in der Anfangszeit der CD-Wiedergabe mit 14Bit-Wandlern den vollen 16Bit Rauschabstand liefern können. Auch beim AD ist genügend 'Zufall' dabei, dass sich das Quantisierungsrauschen reduziert. Bei Phasenrauschen weiß ich es nicht. Wenn es kein weißes Rauschen ist, mag der Gewinn ein anderer sein, da ist er auf jeden Fall.
HildeK schrieb: > ei Quantisierungsrauschen funktioniert das genauso. So hat z.B. Philips > in der Anfangszeit der CD-Wiedergabe mit 14Bit-Wandlern den vollen 16Bit > Rauschabstand liefern können. Auch beim AD ist genügend 'Zufall' dabei, > dass sich das Quantisierungsrauschen reduziert. wow du kanntest den Philips CD104? Genau zu diesem Gerät hatte ich 1982 einen einwöchigen Lehrgang bei Philips in Hamburg besucht. Ralph Berres
Ralph B. schrieb: > wow du kanntest den Philips CD104? Nicht persönlich :-). Aber das war damals in den Fachzeitschriften und wurde erklärt, warum das geht. Und ich glaube, mein B225 hat auch den Philips-Wandler drin - müsste den mal aufschrauben. Ist auch aus den 80er Jahren ...
HildeK schrieb: > Und ich glaube, mein B225 hat auch den Philips-Wandler drin - müsste den > mal aufschrauben. Ist auch aus den 80er Jahren ... B225 ist doch Revox ? Ja das kann sein. Der 14Bit Wandler war noch ein echter SAR-Wandler und kein Sigma-Delta-Wandler wie heute üblich. Dadurch war er wesentlich unempfindlicher gegen Taktjitter. Dafür waren die SAR Wandler empfindlicher gegen integraler und differentielle Linearitätsfehler bei der Umwandlung. Sie waren aber trotzdem so gering das man sie nicht hörte ( im gegensatz zum Taktjitter bei den Sigma-Delta-wandlern. Heute sind solche Geräte in der High-End Hifi Szene sogar wieder gesucht. Ralph
Ralph B. schrieb: > B225 ist doch Revox ? Ja. > Heute sind solche Geräte in der High-End Hifi Szene sogar wieder > gesucht. Ich gebe ihn nicht her. :-)
HildeK schrieb: > Ich gebe ihn nicht her. :-) würde ich an deiner Stelle auch nicht. Ich meinte aber den Philips CD104 Zu Hause habe ich sogar noch einen. Ralph
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