Δ-Σ转换器信噪比是如何计算的

模拟技术

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描述

Δ-Σ转换器的性能远超一般简单的模数转换器。它有过采样结构、调节器和数字滤波器。过采样结构在较宽的频率范围内扩展噪声功率。调节器形成低频噪声或将其推到更高频率。数字滤波器可以平滑噪声信号并将其从高频信号中消除。完美的逐次逼近记录寄存器和传递途径信噪比为6.02N+1.76(参考文献1),其中N为转换器位数。Δ-Σ转换器的信噪比是6.02(N+NINC)+1.76,其中,N是调节器位数,NINC是增加的分辨率是:

滤波器

在这个公式中,M是调节器阶数,K是转换过程中的过采样速率。

理想的带一阶调节器的Δ-Σ转换器信噪比是6.02N+1.76–5.17 +30log10OSR,其中OSR为过采样速率,N为调制器位数而不是转换器的位数(如图1)。

滤波器

这些理想公式假定ADC和DAC的噪声和偏移误差为线性的,通常一阶设备是理想的,数字滤波器也会有一个理想的砖墙型反应。事实上,Δ-Σ转换器并不想我们希望的那么理想。

由这些理想的理论,最好的方法仍是依靠转换器性能的基准数据。这些数据给你转换器性能的现实看法。在这个基础上,通过获取上百次直流输入信号的采样,来测量转换器的均方根噪声。在这种情形中,描述任意ADC信噪比的公式是20log10(VRMS-FS/VRMS-NOISE)。

责任编辑:gt

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