了解SINAD、ENOB、SNR、THD、 THD + N、SFDR,不在噪底中迷失

作者:Walt Kester

简介

用于定量表示ADC动态性能的常用指标有六个,分别是:SINAD(信纳比)、ENOB(有效位数)、SNR(信噪比)、THD(总谐波失真)、THD + N(总谐波失真加噪声)和SFDR(无杂散动态范围)。对于这些指标,虽然大部分ADC制造商采用相同的定义,但也存在一些例外。比较ADC时,这些指标非常重要,因此不仅要了解各指标反映哪一方面性能,而且要明白它们之间的关系。

有多种方法可以量化ADC的失真和噪声,但所有方法均基于一种使用一般化测试设置的FFT分析,例如图1所示的设置。

图1:用于对ADC输出进行FFT分析的一般化测试设置

FFT的频谱输出是频域中连续的M/2个点(M为FFT的大小,即缓冲存储器中存储的采样点数)。两点之间的间隔为fs/M,覆盖的总频率范围为DC至fs/2,其中fs为采样速率。各频率“仓”的宽度(有时也称为FFT的“分辨率”)为fs/M。图2所示为使用ADI公司ADIsimADC®程序得到的一个理想12位ADC的FFT输出。注意,FFT的理论噪底等于理论SNR加上FFT“处理增益”10×log(M/2)。必须记住,用于计算SNR的噪声值是分布于整个奈奎斯特带宽(DC至fs/2)的噪声,而FFT用作一个带宽为fs/M的窄带频谱分析仪,它扫描整个频谱,其结果是将噪声下推一个与处理增益相等的量,该效应与模拟频谱分析仪的带宽窄化相同。

详文请阅:了解SINAD、ENOB、SNR、THD、 THD + N、SFDR,不在噪底中迷失

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