ADC常见指标

  • SNR
  • 信噪比(SNR),指模数转换器输出频谱中,输出信号功率与信号带内噪声功率么比,即

    一般可用正弦波信号最为输入信号来测试,即假设输入信号为满量程的正弦信号,则其幅值为A,则此正弦信号的能量是:

    则功率为:

    对于ADC,假设其量化过程产生的量化误差视为随机白噪声,且其服从均匀分布

    故根据噪声的概率密度函数(PDF),可计算出量化噪声的功率为:

    量化噪声的功率谱密度(PSD)为:

    同样求得能量化噪声的功率为:

    假设量化器的精度为 N位量化步长为在保证量化器不过载的情况下最大输入信号幅值为:

    其中输入信号到达转换器输出时有一个增益因子k那么量化器输出信号功率为:

    由上可知精度为N的ADC的信噪比为:

    转换成dB表示后,ADC量化后的信噪比SNR为:

    SNR = 6.02N + 1.76

    上式为理论计算可得的最大值,仅考虑了量化噪声,而实际电路中通常还会有热噪声等噪声,所以实际的信噪比值会低于上述理论值。理论上讲,信噪比值会随着模拟输入信号幅值的増大而相应得増大,实际上当模拟输入信号值接近最大输入时.电路中可能会出现过载,引起失真,从而导致信噪比下降。

  • DR(动态范围)
  • 指模数转换器能处理的最大模拟输入信号与能分辨的最小模拟输入信号的比值。

  • SFDR(无杂散动态范围)
  • 指模数转换器输出频谱中,信号功率与最大杂波功率或最大谐波功率之间的比值.

  • SNDR(信噪失真比)
  • 指模数转换器输出频谱中,输出信号功率与噪声、杂波、谐波功率总和的比值,即输出信号功率与其余所有非输出信号功率之比。

  • ENOB(有效位数)
  • 有效位数是实际测得的模数转化器的信噪失真比值为衡量标准,来评判其性能相当于理想情况下一个多少位的模数转换器,ENOB与SNDR的关系可表示为下式:

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