概要
評估采樣器的傳統性能指標SNR、SFDR和ENOB最早被用于二戰時期,這些性能指標使用于具有通道選擇性和低通采樣使用的ADC,并不適用于近些年的射頻直采ADC,因此需要引入更合適的噪聲譜密度NSD(Noise Spectrum Density)指標來評估噪聲性能。
傳統技術指標的含義
無雜散動態范圍SFDR,Spurious-Free Dynamic Range
用于測試一個ADC可用的動態范圍,其定義如下式,其中最大的雜散是在0Hz到采樣速率一半帶寬中出現的最大雜散,因此包含了所有非線性和混疊進入的雜散。(注意下式中的SFDR是按RMS幅度而不是功率定義的)。
SFDR(dBc)=20*log10(信號幅度/最大雜散幅度)=信號幅度(dBFS)-最大雜散幅度(dBFS)
雜散包含諧波或非諧波。如果不采用特殊的技術措施,通常最差的一般是三次諧波項。
信噪比 SNR,Signal-to-Noise
SNR主要用于評估數據轉換器的噪聲,如下式所示。
SNR = 信號功率/噪聲功率=(信號RMS幅度/噪聲RMS幅度)^2
SNR(dB)= 20*log(輸入RMS信號電平/噪聲RMS電平)
SNR中噪聲項包含三種來源:量化噪聲、熱噪聲和時鐘抖動噪聲,通常在高頻SNR會由于采樣時鐘抖動而惡化,理論上SNR能實現最大的SNR由采樣位數(量化噪聲)決定即SNR=6.02N+1.76,過采樣可以提高SNR性能。
信干噪比SNDR,Signal-to-(Noise+Distortion)Ratio
SNDR是信號RMS功率與所有噪聲功率與除去DC外所有雜散功率和的比值。