Тъй, тъй...

А ако честотата на семплиране се задава софтуерно и варира в широки граници? Комплекти от филтри и аналогови ключове ли да натургаме?

Просто смяташ най-дългия интервал. Ако отчиташ веднъж на час няма как да знаеш
какво е ставало между двете мерения, това е положението .

Може, що не.
Друг вариант: слагаш филтър като за най-високата честота, семплираш винаги на нея, а по-ниските честоти на семплиране ги симулираш софтуерно след цифрово филтриране на данните от АЦП-то.
Трети вариант: пренастрйваем външен SC филтър, каквато честота ти трябва за момента, такава задаваш.

Де да беше толкова просто.... Ама не е.

Друг казус, още по - сложен. Говорите за честота на семплиране, ама в общия случай, тя НЕ Е обратно пропорционална на времето за семплиране.

Например семплирате сигналa с честота 200Hz. Ама той е "видим" на изхода на едно стъпало за някакви си 100uS, например оптодвойка, светлиния поток на която е пропорционален на някаква плътност на средата. Демек имате някакви си 100us за семплиране, въпреки, че честотата на семплиране в 200Hz. А турете филтър на входа на АЦП-то на 100Hz и чакайте да видите нещо... А сега за да е още по-гадно, си представете, че в рамките на тия 200Hz, на изхода на въпросното стъпало всъщност изкачат няколко различни сигнала от различни оптодвойки, всеки за някакви си 100us и трябва да семплирате всичките.... За каква честота ще си смятате филтъра - за честотата на семплиране (200Hz) или за времето за семплиране (100us т.е. 10кHz)....май за второто а?



Въобще теоремата на Котелников и антиалайзинг филтрите са много елементарни, ако говорим за един глупав сигнал семплиран от едно АЦП. Ама турите няколко ключа и кашата става пълна. А това е реалния живот.

Всъщност е, освен ако не говориш за "aperture time", времето, през което на входа на
ADC-то сигналът трябва да е стабилен за да стане преобразуването вярно. Но това е
съвсем друг параметър. Със S/H го докарват и до пикосекунди хората, идеята е именно
в тия радиа дето са над Найкуист да хванеш вярно момента та да реконструираш
модулиращата (ниска) честота без да се и опитваш да хванеш носещата (която е
_по-висока_ от sampling честотата).



Това не го схващам, честотата на Найкуист касае спектъра на сигнала, не честота на
нещо си. Ако имаш нещо променящо се за 100 uS няма как спектърът да е 200 Hz.

Ми нали ти дадох конкретен пример. Ще ти опиша още по конкретно. Представи си, че имаш един фотодиод и набор от светодиоди в различен спектър. Светлината минава през някаква среда дето си променя характеристиките с честота да кажем 100Hz. Начи другаря Котелников е казал честота на семплиране поне 200Hz. Добре. Ти искаш да снемеш промяната на тая среда в няколко светлинни спектъра. Демек за много кратко време палиш всеки от светодиодите (100us) и семплираш какво имаш на фотодиода. Самата честота с която се снема сигнала от един светодиод е 200Hz, ама времето за семплиране е само 100us. За каква честота ще настроиш входния филтър на АЦП-то? Очевидно е че ако сложиш филтър дето да реже всичко над 100Hz, от тия 100us импулси ще видиш едно голямо нищо.

Мисълта ми е, че не можете просто да кажете, режеш всичко на честота 1/2 от семплиращата. Щото в общия случай, важно е не честотата на семплиране, а времето за семплиране.

Широки - широки, колко широки да са? Ако имаш 1Gsps може да задаваш колкото си искаш. Но обикновен процесор едва достига 1Msps а това е крайно недостатъчно за да се мери директно изхода на DC/DC.

За пореден път повтарям - задължително трябва филтър!!!
Ако приемем че АЦП-то му е 1MSps подходящ филтър би бил нещо от сорта 100 ома + 3nF. Това ще режи честоти, които АЦП-то му така или иначе не може да измери и ако не ги филтрира ще му влязат като грешка.
А отдлено ако не иска да мери пулсациите от импулсното може да смъкне честотата на филтъра за да не му се налага да прави софтуерен такъв. Тук вече е въпрос на компромис наистина. С филтър ще си улесни живота, но ако пък някога му се наложи да мери пулсациите няма да може. В краен случай може да се направи и двете, трябва му само още един кондензатор и свободен пин... Няма нужда от аналогови ключове.

Ясно бе, неговия случай е прост и елементарен за обяснение.

Мисълта ми е, че не можете просто да кажете, режеш всичко на честота 1/2 от семплиращата. Щото в общия случай, важно е не честотата на семплиране, а времето за семплиране! Ако семплираш с честота 200Hz, ама пускаш АЦП - то само за 100us, не можеш да шибнеш филтър на 100Hz, щото той директно ще ти прати сигнала за тия 100us на земя, елементарно казано.

В практиката където имаш многоканално преобразуване, филтър пред самото АЦП не можеш да шибнеш въобще. Трябва да го сложиш пред входния мултиплексор. Ама в примера който дадох на tgi и това не помага....

Теоремата си е съвсем наред. Проблемите почват заради криво прилагане.
В случая с оптрона (ако съм те разбрал правилно) - средата ти се променя с не повече от 100 херца, значи филтърът ти е средата, ти априори приемаш, че няма компоненти за филтриране. Ако по някаква причина се появят - ще премериш боза. Ако не можеш да си гарантираш, че няма да се появят - оставяш светодиода да свети постоянно и слагаш филтър или го мигаш по-често, в тоя случай семплирането ти е мигането на светодиода.
За случая с няколко сигнала - слагаш за всеки сигнал отделен филтър и мултиплексираш след филтрите, естествено. Няма как да ползваш един общ.

Няма лошо. Ако беше просто, хората щяха да се оправят и без нас

Да ама фотодиода е един. Т.е. сигналите не могат да се разделят. Е могат, като натуряш семпъл енд холди, ама това всъщност е своего рода семплиране и ти всъщност трябва да филтрираш преди тях, което няма как да стане, щото там сигнала е не е филтриран, ама не можеш да го филтрираш, щото не можеш да го разделиш.... и т.н.

Та теоремата си е наред. Ама има случаи в които се правиш , че не я знаеш и толкова.

Що да се правя, че не я знам. В този случай - или средата е бавна, т.е. няма нищо за филтриране - и мериш точно, или има, и понеже с тая постановка няма как да го филтрираш - мериш боза.

Няма такъв случай!
Ако искаш да свалиш сигнал с 200Hz честота, трябва да имаш поне 400 семпъла на секунда. Точка.
Ако имаш 400Hz a ти сваляш 200 семпъла получаваш боза.

Къде ще слагаш филтри и дали ще слагаш си е твой проблем

Е да, ти не правиш разлика между aperture time и sampling frequency, различни неща са.
Честотата на Найкуист касае спектъра на сигнала който ще се дигитализира, по онтошение
на sampling frequecy, нищо повече.
През какви ключове и за колко кратки моменти ще го показваш на ADC-то
и дали и как то се справя да си види отчетите няма значение, стига търсеният дигитализиран
сигнал да няма компоненти над 1/2 честотата на дискретизация със стойности над
максимално допустимата грешка (обикновено 1 LSB).
Това не е толкова тривиално за докарване, antialiasing филтрите често се налага да
бъдат от двуцифрен порядък (13-14-ти не е нещо необикновено за 12-14 бита ADC).
Това е главната причина аудио преобразувателите да ги правят с огромен oversampling,
честотата на срязване на antialiasing филтъра може да отиде по-нагоре и да не се налага
да е толкова стръмен.
Инак казано в твоя пример сигнала със 100 Hz лента ако ще го дигитализираш
на 200 Hz - и в аналоговия сигнал _има_ шумове със спектър над 100 Hz - ще
трябва да направиш antialiasing филтър който да докара всичко дето е над 100
Hz в сигнала под 1 LSB. После как ще го щракаш и през какви оптики ще го
прехвърляш е съвсем друга песен.

Теоремата на Найкуист си е абсолютната класика в жанра "uniform sampling". Е, има и леки изключения, като стробиращо семплиране (само на известен периодичен сигнал) или прехвърляне на полезния спектър извън лентата от 0 до fs/2, което се прилага понякога при multirate алгоритми - и обикновено накрая пак се връща там преди реконструкцията.

Има обаче и една съвсем друга бира, наречена "compressive sampling". Там семплирането не е равномерно и теоремата на Найкуист/Шанън/Котелников не важи.

Айде и аз да си кажа тежката дума

Ако имаш честота на семплиране например 1 ksps, можеш да измериш произволно високочестотен сигнал и да го мериш с точност, каквата ти позволява хардуерът. Има "само" 2 изисквания:
1. Семплирането да го правиш "много бързо", т.е. "апертуре тиме" да е много малко.
2. Ширината на честотния спектър на сигнала да е не по-висок от 1 kHz / 2 ( на практика иска поне 2.5 - 3 пъти по-тясна лента )
След това по измерените стойности можеш с малко математика да възстановиш форматаа на сигнала, дори и между отчетите. Така с измерване 1000 пъти в секунда можеш да имаш точната крива по която се изменя сигнал с честотна лента от 1.0000 MHz до 1.0003 MHz. Как ще отфилтрираш входния сигнал, та да имаш само тези честоти, които си се надървил да мериш - това си е твой проблем. На този принцип работят доста промишлени спектро-аналлизатори.