如何提高ADC信噪比？ADC中諧波的來(lái)源有哪些？

在這篇文章中，小編將為大家?guī)?lái)ADC的相關(guān)報(bào)道。如果你對(duì)本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、如何提高ADC信噪比

一般來(lái)說(shuō)，我們可以提高ADC采樣位數(shù)來(lái)提高ADC的信噪比，但是往往意味著ADC的成本可能也會(huì)更高。有沒(méi)有不提高位數(shù)，同樣優(yōu)化信噪比的方法呢？有的，那就是過(guò)采樣。

如果ADC的噪聲僅考慮量化噪聲。把Sine波形放到頻域里看，我們會(huì)得到下圖。

圖1：Sine波幅頻相應(yīng)曲線(xiàn)

我們把上圖進(jìn)一步簡(jiǎn)化。下圖紅色箭頭表示主信號(hào)的幅值，灰色代表噪聲幅值，平均分布在DC到fs/2之間。（fs為采樣頻率）

圖2：過(guò)采樣提高信噪比

如上圖，如果我們將采樣率提高K倍，噪聲能量不變，并且平均分布在更寬范圍，從而噪聲的幅值降低。原始信號(hào)沒(méi)變，但是噪聲幅值減少，也就是信噪比提高了。

提高采樣率之后的信噪比公式：

SNR=6.02N+1.76dB+10log(OSR)

其中，過(guò)采樣速率OSR=Fs/(2╳BW)，BW為帶寬。

注意：此公式僅適用于只存在量化噪聲的理想ADC。因此，提高采樣率有助于提高信噪比。

對(duì)于ADC采樣率，我們可以在Digi-Key模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）篩選項(xiàng)中篩選：

圖3：在Digi-Key網(wǎng)站通過(guò)采用率篩選ADC

二、ADC中諧波的來(lái)源

1.非線(xiàn)性量化誤差A(yù)DC將模擬信號(hào)進(jìn)行量化，即將連續(xù)變化的模擬信號(hào)離散成一個(gè)一個(gè)的數(shù)字代碼。量化過(guò)程中，ADC的特性曲線(xiàn)通常是非線(xiàn)性的。因此，輸入信號(hào)的幅度和ADC輸出代碼之間的關(guān)系并不是線(xiàn)性的，這就導(dǎo)致了非線(xiàn)性量化誤差。這種誤差不僅會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的失真，還會(huì)產(chǎn)生一些諧波分量。

2.時(shí)鐘抖動(dòng)ADC在進(jìn)行采樣時(shí)需要使用時(shí)鐘，通過(guò)時(shí)鐘來(lái)確定采樣時(shí)刻。然而，時(shí)鐘信號(hào)不可能精確到每個(gè)時(shí)刻都保證完美穩(wěn)定。時(shí)鐘抖動(dòng)是指時(shí)鐘信號(hào)存在的不確定性，這種不確定性會(huì)導(dǎo)致采樣時(shí)刻的抖動(dòng)。如果抖動(dòng)的幅度超過(guò)了信號(hào)的時(shí)域分辨率，就有可能出現(xiàn)諧波。

3.量化噪聲量化噪聲是指ADC在量化過(guò)程中產(chǎn)生的隨機(jī)噪聲。它的發(fā)生是由于ADC不能將信號(hào)的每個(gè)細(xì)節(jié)都進(jìn)行量化，且ADC輸入信號(hào)存在噪聲，在量化時(shí)就會(huì)產(chǎn)生誤差。在量化噪聲中，每個(gè)碼的幅度與原始模擬信號(hào)的幅度有關(guān)，因此，當(dāng)模擬信號(hào)中存在諧波時(shí)，量化噪聲也可能會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的諧波分量。

4.抽樣保持電路的調(diào)制噪聲在對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，需要使用抽樣保持電路，將模擬信號(hào)的采樣值保持在一個(gè)保持電容中，以便進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)換。抽樣保持電路中的開(kāi)關(guān)通常會(huì)產(chǎn)生一些開(kāi)關(guān)噪聲，這些噪聲會(huì)對(duì)輸入信號(hào)產(chǎn)生調(diào)制，出現(xiàn)諧波分量。

以上便是小編此次想要和大家共同分享的有關(guān)ADC的內(nèi)容，如果你對(duì)本文內(nèi)容感到滿(mǎn)意，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站喲。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day！