送福利!專家詳解模數轉換器中的噪聲係數
發布時間:2015-06-23 責任編輯:echolady
【導讀】在數模轉換器中(zhong),噪(zao)聲(sheng)係(xi)數(shu)與(yu)信(xin)噪(zao)比(bi)是(shi)能(neng)夠(gou)互(hu)換(huan)的(de)。要(yao)想(xiang)了(le)解(jie)噪(zao)聲(sheng)密(mi)度(du),必(bi)須(xu)對(dui)噪(zao)聲(sheng)係(xi)數(shu)有(you)所(suo)了(le)解(jie),而(er)信(xin)噪(zao)比(bi)則(ze)是(shi)目(mu)標(biao)頻(pin)段(duan)的(de)噪(zao)聲(sheng)總(zong)量(liang)。本(ben)文(wen)就(jiu)由(you)專(zhuan)家(jia)為(wei)我(wo)們(men)解(jie)析(xi)模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)器(qi)中(zhong)的(de)噪(zao)聲(sheng)係(xi)數(shu)。
在嚐試了解級聯信號鏈的動態機製時,噪聲係數用起來是十分方便的。當源電阻增加4倍時,噪聲係數將提高6 dB,但是,增加的電阻同時會增加轉換器中的約翰遜噪聲。源電阻較高或者超過模擬前端(變壓器或放大器)上滿量程輸入信號的一半時,目標頻段中的噪聲將變得難以控製,最終導致轉換器性能下降。
weiheruci?ruguotiaodimanliangchengshuru,bixutiaogaozengyi。zaililunshang,zheyangzuokanqilaimeishenmewenti,danshi,bianyaqiduizengyidaikuandeyilaixingbifangdaqigao,yinci,yonggaozengyibianyaqiyouhuazaoshengxishudezuofahuizengjiashixian100 MHz以上的常見高中頻應用的難度。
放大器也存在類似的問題:suizhezengyidetigao,xinhaohefangdaqizaoshengdouhuizengjia,jieguohuijiangdizhuanhuanqidexingneng。yaoweichixingnengbubian,jiuxuyaocaiyongjiyugaosunhaozuxingyuanjiandegaojiekanghundielvboqi。
在設計轉換器前端時,一定要考慮噪聲頻譜密度(NSD)。噪聲頻譜密度通常以nV/√Hz為單位,對轉換器具有十分重要的意義,因為要在數字域中對噪聲頻譜密度進行處理,以便區分並最終挑出頻段中的目標信號。

圖1.AD9625前端設計示例。
總之,要把增益放在適當的位置,確保整個信號鏈中的輸入和輸出滿量程信號均實現最大化。在任何信號鏈中,衰減、填充位或電阻都不是良性的噪聲係數折衷考慮因素,因為結果會浪費功耗,而且電阻還會增加噪聲。
噪聲係數 = Pf– SNR – 10 log BW + 174 dBm,其中,Pf為輸入網絡的滿量程功耗,SNR為輸入網絡的實測信噪比,BW為輸入網絡的–3 dB帶寬,174 dBm為熱噪底;熱噪底 = kTBW,其中,k為1.38 ×10–23,室溫下,T為300K。
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