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量化和热噪声如何决定 ADC 的有效噪声系数
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2022-11-18
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在采样或子采样接收器应用中使用奈奎斯特模数转换器 (ADC) 时，RF 设计人员需要知道 ADC 的有效噪声系数，以便确定完整接收器线路的级联噪声系数 -向上。在采样或子采样接收器应用中使用奈奎斯特模数转换器 (ADC) 时，RF 设计人员需要知道 ADC 的有效噪声系数，以便确定完整接收器线路的级联噪声系数 -向上。下面的讨论假设噪声在转换器的奈奎斯特频带上是平坦的，并为设计人员提供了确定 ADC 有效噪声系数估计值的方法。此外，本文还直接比较了奈奎斯特 ADC 和过采样 ADC 的有效噪声系数。下面的讨论假设噪声在转换器的奈奎斯特频带上是平坦的，并为设计人员提供了确定 ADC 有效噪声系数估计值的方法。此外，本文还直接比较了奈奎斯特 ADC 和过采样 ADC 的有效噪声系数。ADC 的信噪比 (SNR) 是信号功率与非信号功率之比。非信号功率包括转换器中的热噪声、量化噪声和其他残余误差，在奈奎斯特带宽 (f ADC 的信噪比 (SNR) 是信号功率与非信号功率之比。非信号功率包括转换器中的热噪声、量化噪声和其他残余误差，在奈奎斯特带宽 (f SAMPLESAMPLE/2) 的 ADC。SNR 通常定义为施加到 ADC 输入的连续正弦波信号，其电平低于转换器的满量程 (FS) 电平，通常为 0.5dB 至 1dB。ADC 使用非线性过程将信号转换为离散输出电平。最小的离散步长称为量化级别，它是 ADC 分辨率或位数的函数。实际正弦波值与量化电平之间存在差异（或误差）。误差可以是量化级别内的任何值，导致理想转换器/2) 的 ADC。SNR 通常定义为施加到 ADC 输入的连续正弦波信号，其电平低于转换器的满量程 (FS) 电平，通常为 0.5dB 至 1dB。ADC 使用非线性过程将信号转换为离散输出电平。最小的离散步长称为量化级别，它是 ADC 分辨率或位数的函数。实际正弦波值与量化电平之间存在差异（或误差）。误差可以是量化级别内的任何值，导致理想转换器SNR = (1.763 + 6.02 × b) dB 的表达式，SNR = (1.763 + 6.02 × b) dB 的表达式，其中 b 是数据转换器的位数。其中 b 是数据转换器的位数。不幸的是，许多因素会降低 ADC 的理想性能，从而导致较低的 SNR 值和较高的有效噪声系数值。这些因素包括热噪声、时钟抖动（尤其是对于具有高转换率的较高输入频率）和分段误差。大规模器件非线性也会产生谐波杂散，但这些谐波通常被排除在 SNR 计算之外。实际上，应在 ADC 前面放置一个衰减至少为 10dB 的抗混叠滤波器，以防止转换器上游的噪声混叠回转换器的奈奎斯特频带。不幸的是，许多因素会降低 ADC 的理想性能，从而导致较低的 SNR 值和较高的有效噪声系数值。这些因素包括热噪声、时钟抖动（尤其是对于具有高转换率的较高输入频率）和分段误差。大规模器件非线性也会产生谐波杂散，但这些谐波通常被排除在 SNR 计算之外。实际上，应在 ADC 前面放置一个衰减至少为 10dB 的抗混叠滤波器，以防止转换器上游的噪声混叠回转换器的奈奎斯特频带。
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