Л.И. Двойрис, В.А. Иванов, И.Н. Крюков

Постановка проблемы. Качество функционирования аналого-цифровых преобразователей (АЦП) зависит от согласования амплитуд входных сигналов и динамического диапазона АЦП. Противоречие заключается в том, что оцифровка должна выполняться с заданной точностью как слабых, так и больших сигналов. Традиционно для этого используют АЦП с неравномерным шагом квантования или постоянной подстройкой под входной сигнал, для которой требуется некоторый временно́й интервал подстройки. Это приводит к усложнению адаптации АЦП и последующих вычислений. Кроме того, такая подстройка не гарантирует успешного функционирования АЦП при поступлении на вход сигнала, значительно превышающего динамический диапазон по каким-либо причинам (например, включение близко расположенного источника сигнала или засветка матрицы телевизионной камеры) и, как следствие, к потерям информативной компоненты. Используя АЦП с самообнулением (Self-Reset ADC, SR-ADC) можно не только решить указанную проблему, но и сохранить информативность сигнала.

Цель. Провести исследование показателей качества функционирования SR-ADC на модельном сигнале, выходящем за пределы динамического диапазона.

Результаты. Представлен математический аппарат преобразования сигналов в SR-ADC, в том числе и для сигналов, выходящих за пределы динамического диапазона АЦП. Показано, что данный методический аппарат может быть реализован на базе маломощных микропроцессорных контроллеров. Продемонстрирована возможность реализации алгоритма оцифровки сигнала, выходящего за пределы динамического диапазона АЦП. Выполнена оценка показателей точности восстановления сигнала.

Практическая значимость. Представленные результаты моделирования оцифровки сигнала, выходящего за пределы динамического диапазона АЦП, с использованием SR-ADC показали гарантированную точность восстановления исходного сигнала, а также продемонстрировали потенциальные возможности практической реализации в различных прикладных областях.

Двойрис Л.И., Иванов В.А., Крюков И.Н. Адаптация аналого-цифрового преобразователя к динамическому диапазону сигнала // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 2. С. 12−11. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202502-02

1. Bhandari A., Krahmer F., Raskar R. Onunlimited sampling // Intl. Conf. on Sampling Theory and Applications (SampTA). Jul. 2017.
2. Bhandari A., Krahmer F. On identifiability in unlimited sampling // Intl. Conf. on Sampling Theory and Applications (SampTA). Jul. 2019.
3. Bhandari A. Sampling time-resolved phenomena // Ph.D. Dissertation. Massachusetts Institute of Technology. 2018.
4. Bhandari A., Krahmer F., Raskar R. Methods and apparatus for modulo sampling and recovery. US Patent US10 651865B2. May 2020.