高速ADC噪聲系數(shù)計算方法

明德?lián)P(MDY)在2022年承擔了多個高速ADC研發(fā)項目，今天給大家分享下高速ADC噪聲系數(shù)計算方法。

首先在AD選型時，我們最關心的一個指標就是AD的信噪比（SNR），這項指標直接影響了抗干擾板的噪聲系數(shù)。噪聲系數(shù)（NF）的計算過程如下：

圖1為ADC采樣過程的一個簡易模型。該模型假定一個電阻為R的信號源作為ADC的輸入。由于有ADC采樣時鐘的限制，信號源與ADC之間相當于接入了一個奈奎斯特帶寬（DC至fS/2）的濾波器。同時，這也限制了輸入信號的噪聲帶寬。設該帶寬為B。在ADC端的電阻R*為ADC的輸入阻抗。由于我們設計電路時已經根據(jù)數(shù)據(jù)手冊提供的參數(shù)對輸入端進行了阻抗匹配，因此在該模型中認為ADC的輸入阻抗等于源電阻。

圖1：ADC采樣模型

設輸入信號功率為AD的滿量程輸入功率，則該電壓表達式為：

該正弦波信號的滿量程功率為：

將其表示為dBm：

利用ADC的SNR值計算等效輸入均方根電壓噪聲（該SNR值不包括基波信號的諧波）：

上式是在整個奈奎斯特帶寬(DC至fs/2)測得的總有效輸入均方根噪聲電壓，注意該噪聲包括源電阻的噪聲。由此得到噪聲因數(shù)F的表達式：

其中，SNR的單位是dB，B的單位是Hz，T=300K，

將F轉化為dB并簡化可獲得噪聲系數(shù)：

審核編輯：湯梓紅