在模數(shù)轉(zhuǎn)換期間，模擬信號由ADC數(shù)字化。與非過采樣解決方案相比，過采樣通過對模擬信號進行采樣，并以遠高于所需速率的方式對該信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換來提高數(shù)字化信號的有效分辨率。過采樣允許用戶在更寬的帶寬內(nèi)對轉(zhuǎn)換器噪聲進行平均，從而消除噪聲。

對于不相關(guān)、寬帶(白)和零(0)均值的噪聲，當(dāng)平均和/或濾波到特定帶寬時，每2倍過采樣，噪聲就會降低√2倍或3 dB。其他頻譜內(nèi)容(例如相關(guān)噪聲或諧波)不會因平均而降低。一個ADC的噪聲水平(深灰色)，噪聲來源有多個，包括量化噪聲、熱噪聲和外部噪聲(例如驅(qū)動器、時鐘和基準(zhǔn)電壓源)，分布在奈奎斯特帶寬上。

AD7380如何執(zhí)行該算法。此示例假定M = 8，即過采樣率(OSR)為8，因此要收集八個樣本并進行平均。當(dāng)內(nèi)部啟動轉(zhuǎn)換時，AD7380執(zhí)行一系列轉(zhuǎn)換和采集過程，直到完成所需的樣本數(shù)(M)。

緩沖區(qū)中有所需數(shù)量的樣本(此例中M = 8)，隨后的轉(zhuǎn)換周期就會提供過采樣結(jié)果。因此，輸出數(shù)據(jù)速率(ODR)會更快，哪怕M(樣本數(shù))增加。滾動平均過采樣技術(shù)在需要高ODR和高性能的應(yīng)用中很有用。這項技術(shù)可實現(xiàn)的性能提升受可用緩沖存儲空間的限制。簡化的滾動平均公式為：

其中：

左側(cè)為M個樣本的平均值。

M為參與平均的樣本數(shù)。

Bi為特定緩沖位置的樣本。

其中x為額外分辨率。總結(jié)了不同過采樣率下的分辨率提高情況。

不同過采樣率下的分辨率提高情況

對捕獲的數(shù)據(jù)執(zhí)行平均處理。此過程會引入一定的處理延遲，平均結(jié)果在T1處獲得，并通過SDOx引腳輸出。新的平均操作開始，導(dǎo)致發(fā)生新的轉(zhuǎn)換突發(fā)事件，以再采集M個樣本。應(yīng)用此技術(shù)會降低采樣系統(tǒng)的有效ODR。ODR降幅與樣本數(shù)(M)或OSR增幅成反比。對于要求更優(yōu)性能但可接受較慢ODR的應(yīng)用，建議使用正常平均過采樣方法。

要使能AD7380系列中的滾動平均過采樣，須將OS_MODE位設(shè)置為邏輯1，并且CONFIGURATION1寄存器的OSR位須為一個有效的非零值，以在FIFO緩沖區(qū)中存儲最多8個樣本。轉(zhuǎn)換發(fā)生后，F(xiàn)IFO緩沖區(qū)將立即更新。使能滾動平均過采樣后，其算法會從FIFO緩沖區(qū)中收集最新的M個樣本，再除以M，其中M為OSR。平均結(jié)果通過AD7380的SDOx引腳輸出。

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