在ADC中,噪声系数(NF)和信噪比(SNR)是能够交换的。噪声系数对了解噪声密度非常有用,而信噪比衡量的则是方针频段中的噪声总量。尽管如此,咱们来深化地了解一下噪声系数。有些折衷具有误导性,低噪声系数并不总是能够下降转化器中的前端噪声。
在测验了解级联信号链的动态机制时,噪声系数用起来是非常便利的。当源电阻添加4倍时,噪声系数将进步6 dB,可是,添加的电阻同时会添加转化器中的约翰逊噪声。源电阻较高或许超越模仿前端(变压器或放大器)上满量程输入信号的一半时,方针频段中的噪声将变得难以操控,终究导致转化器功能下降。
为何如此?假如调低满量程输入,有必要调高增益。在理论上,这样做看起来没什么问题,可是,变压器对增益带宽的依赖性比放大器高,因而,用高增益变压器优化噪声系数的做法会添加完成100 MHz以上的常见高中频使用的难度。
放大器也存在相似的问题:跟着增益的进步,信号和放大器噪声都会添加,成果会下降转化器的功能。要保持功能不变,就需要选用根据高损耗阻性元件的高阶抗混叠滤波器。
在规划转化器前端时,一定要考虑噪声频谱密度(NSD)。噪声频谱密度通常以nV/√Hz为单位,对转化器具有非常重要的含义,由于要在数字域中对噪声频谱密度进行处理,以便区别并终究挑出频段中的方针信号。
图1.AD9625前端规划示例。
总归,要把增益放在恰当的方位,保证整个信号链中的输入和输出满量程信号均完成最大化。在任何信号链中,衰减、填充位或电阻都不是良性的噪声系数折衷考虑要素,由于成果会糟蹋功耗,并且电阻还会添加噪声。
噪声系数 = Pf– SNR – 10 log BW + 174 dBm,其间,Pf为输入网络的满量程功耗,SNR为输入网络的实测信噪比,BW为输入网络的–3 dB带宽,174 dBm为热噪底;热噪底 = kTBW,其间,k为1.38 ×10–23,室温下,T为300K。
参考文献
Kester,Walt,模数转化,ADI公司,2004.ISBN 0-916550-27-3.
MT-006:ADC噪声系数——一个经常被误解的技术参数
MT-052:运算放大器噪声系数:不要被误导
Brannon,Brad.剖析ADC噪声对无线体系功能的影响,EE Times. 2003
Rob Reeder 是ADI公司(美国北卡罗来纳州格林斯博罗)的高档体系使用工程师,宣布了很多有关各种使用的转化器接口、转化器测验和模仿信号链规划的论文。Rob具有美国北伊利诺斯州大学的电气工程学士学位和硕士学位。