原创 关于理想ADC的SNR计算公式

2007-11-1 09:39 11324 8 6 分类: 模拟
理想SNR的计算公式:
SNR=6.02N+1.76dB  Eq.1
理想SNR公式是在只有量化噪声和信号满幅输入时计算出来的。

过采样和欠采样:
在许多应用中,信号带宽小于奈奎斯特带宽(DC至fs/2)。如果在采样之后使用数字滤波将信号从噪声中滤出来,则应在Eq.1加一个校正参数(处理增益):SNR=6.02N+1.76dB+10log(fs/(2*BW))
信号载波频率fc,采样频率可以低于fc,但要保证信号落在奈奎斯特区(采样后信号经过aliases后在第一奈奎斯特区不能发生混叠)。需要使用模拟和数字滤波手段滤出信号,所以会产生处理增益。


量化噪声和输入信号间的相关性将导致错误的结果
通常,我们假设理论量化噪声为白噪声,在奈奎斯特带宽内均匀分布。但这并不通用,在强相关时,量化噪声将集中在输入信号的几个谐波分量上。
ADC上使用纯正弦波作为输入信号进行FFT分析时,量化噪声和信号的相关性将取决于采样频率与输入信号的比。当采样频率是信号频率的倍数时,量化噪声将于输入信号相关。
所以在使用单频信号分析adc谐波性能时,应适当加入少量噪声(dither)可以避免在测试时造成相关。

FFT输出的理论噪底
FFT可以看作是个具有fs/M带宽的模拟频谱分析仪(MFFT的点数)。由于FFT的处理增益,理论的FFT噪底比量化噪声的底部低10log10(M/2) dB
可见对ADC后的信号进行FFT,可以增加处理增益,提高输出信号的SNR,选择较多点数的FFT可以更容易观察出信号在奈奎斯特带宽中的各失真分量

以上整理自ADI文档MT-001 "MT-001-Taking the Mystery out of the Infamous Formula, SNR=6.02N + 1.76dB,and Why You Should Care"


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