在课程里,我说,基于ADC的噪声系数,我的看法是这样的:
(1) 手册里的ADC的SNR是基于fs/2里面的总噪声的,因为在数字信号处理的过程中,一般会有数字滤波器,所以输出信噪比会有处理增益,即信噪比会提高10*log(fs/2/BW)。但是这个输出信噪比的提高,并不意味着ADC的噪声系数也会变小,这是因为计算输入信噪比时,带宽也应该用BW来计算,而不是fs/2了。所以噪声系数还是维持原值。
(2) 因为输出信噪比SNR,如果以dBFS为单位的话,随着信号的幅度的减小,值基本是保持不变的,当然如果以dBc为单位的话,是变小的。不过,如果以dBFS为单位的时候不变的话,那就说明在输入信号幅度减小时,NSD是没有变化的。所以前级的增益的大小,只要能把ADC的噪声抑制住,就行了,不需要一定要把前端增益设置的很高,把进入ADC的输入推到接近满量程的地方。
关于第二点,是因为目前我的理解上是这样的,而且我确实基于这样的原则设计过产品,所以给大家表达这样的看法。
不过,这个观点,在群里引起了大家的激烈讨论,知识总是越辩,理解的越真切。
“接近满量程的地方,ADC的性能是最好的吧”
“我们基带一般是调满量程”
“我还是觉得信号变小了,信噪比会恶化”
“噪底没有变化,信号小了,信噪比不久是相当于变化吗?”
“我看到过我们ADC采集过来的信号,功率小了,正弦波波形不好”
......
首先,噪底是不变的,这个大家都是同意的,大家不同意的是:
(1)SNR是变小了
(2)输入信号的幅度,一般都是调到满量程附近。
关于第一点,我觉得,大家其实是观点是一致的,就是SNR(dB)变小了,但是SNR(dBFS)是不变的,NSD是不变的(这点在官方模拟软件中也是如此)。
关于第二点,大家的意见有分歧。
然后我下课后,又想了想,不知道这样讲,大家会不会同意我的观点。
首先,当前级增益大到一定程度时,再增大,对级联的噪声系数,就没有影响了。所以,假定ADC前端的噪声系数是一个固定值。关于这点,应该没有异议。
那么则SNRout=SNRin/NF,也就是说,在输入到ADC的信号的信噪比其实是不变的,与链路的增益无关(链路增益已经能抑制后级的噪声系数的前提下)。关于这点,应该也没有异议。
输入到ADC的噪声Nout=Nin*NF*G,信号大小Sout=Sin*G,这是和官网上模拟的区别,官网上模拟的输入噪声是热噪声,但是实际情况下,ADC的输入噪声是热噪声经过放大且叠加了链路噪声的。也就是说,当调节信号幅度到ADC的满量程附近时,其实前端的噪声也是被相应的抬高了,但是,我们在模拟ADC性能,调节信号的大小时,输入噪声始终为热噪声。
所以,只要增益设置合适,保证ADC的本身噪声比前级输入的噪声低个16dB以上,即基本不影响其输入的信噪比,基带就能正常解调。而ADC的噪声谱密度,是基本不随输入信号大小的变化而变化的。
讲了这么多,好像还是很绕哈!
审核编辑:刘清
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原文标题:关于ADC的噪声系数,我是不是讲错了
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