關(guān)于ADC噪聲系數(shù)的解析

在課程里，我說，基于ADC的噪聲系數(shù)，我的看法是這樣的：

(1) 手冊里的ADC的SNR是基于fs/2里面的總噪聲的，因為在數(shù)字信號處理的過程中，一般會有數(shù)字濾波器，所以輸出信噪比會有處理增益，即信噪比會提高10*log(fs/2/BW)。但是這個輸出信噪比的提高，并不意味著ADC的噪聲系數(shù)也會變小，這是因為計算輸入信噪比時，帶寬也應(yīng)該用BW來計算，而不是fs/2了。所以噪聲系數(shù)還是維持原值。

(2) 因為輸出信噪比SNR，如果以dBFS為單位的話，隨著信號的幅度的減小，值基本是保持不變的，當然如果以dBc為單位的話，是變小的。不過，如果以dBFS為單位的時候不變的話，那就說明在輸入信號幅度減小時，NSD是沒有變化的。所以前級的增益的大小，只要能把ADC的噪聲抑制住，就行了，不需要一定要把前端增益設(shè)置的很高，把進入ADC的輸入推到接近滿量程的地方。

關(guān)于第二點，是因為目前我的理解上是這樣的，而且我確實基于這樣的原則設(shè)計過產(chǎn)品，所以給大家表達這樣的看法。

不過，這個觀點，在群里引起了大家的激烈討論，知識總是越辯，理解的越真切。

“接近滿量程的地方，ADC的性能是最好的吧”

“我們基帶一般是調(diào)滿量程”

“我還是覺得信號變小了，信噪比會惡化”

“噪底沒有變化，信號小了，信噪比不久是相當于變化嗎？”

“我看到過我們ADC采集過來的信號，功率小了，正弦波波形不好”

......

群友發(fā)了在ADI官網(wǎng)上的ADC性能模擬圖片。

首先，噪底是不變的，這個大家都是同意的，大家不同意的是：

（1）SNR是變小了

（2）輸入信號的幅度，一般都是調(diào)到滿量程附近。

關(guān)于第一點，我覺得，大家其實是觀點是一致的，就是SNR(dB)變小了，但是SNR(dBFS)是不變的，NSD是不變的（這點在官方模擬軟件中也是如此）。

關(guān)于第二點，大家的意見有分歧。

然后我下課后，又想了想，不知道這樣講，大家會不會同意我的觀點。

首先，當前級增益大到一定程度時，再增大，對級聯(lián)的噪聲系數(shù)，就沒有影響了。所以，假定ADC前端的噪聲系數(shù)是一個固定值。關(guān)于這點，應(yīng)該沒有異議。

那么則SNRout=SNRin/NF，也就是說，在輸入到ADC的信號的信噪比其實是不變的，與鏈路的增益無關(guān)(鏈路增益已經(jīng)能抑制后級的噪聲系數(shù)的前提下)。關(guān)于這點，應(yīng)該也沒有異議。

輸入到ADC的噪聲Nout=Nin*NF*G，信號大小Sout=Sin*G，這是和官網(wǎng)上模擬的區(qū)別，官網(wǎng)上模擬的輸入噪聲是熱噪聲，但是實際情況下，ADC的輸入噪聲是熱噪聲經(jīng)過放大且疊加了鏈路噪聲的。也就是說，當調(diào)節(jié)信號幅度到ADC的滿量程附近時，其實前端的噪聲也是被相應(yīng)的抬高了，但是，我們在模擬ADC性能，調(diào)節(jié)信號的大小時，輸入噪聲始終為熱噪聲。

所以，只要增益設(shè)置合適，保證ADC的本身噪聲比前級輸入的噪聲低個16dB以上，即基本不影響其輸入的信噪比，基帶就能正常解調(diào)。而ADC的噪聲譜密度，是基本不隨輸入信號大小的變化而變化的。

講了這么多，好像還是很繞哈！

審核編輯：劉清