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Signal

ADC SNR- und ENOB-Rechner

Berechnen Sie das Signal-Rausch-Verhältnis des Analog-Digital-Wandlers, die effektive Bitanzahl (ENOB) und den SFDR einschließlich Apertur-Jitter-Effekten

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Formel

SNR_ideal = 6.02·N + 1.76 dB; SNR_jitter = −20·log₁₀(2π·f_in·t_j)

N— ADC resolution in bits (bits)
SNR— Signal-to-noise ratio (dB)
ENOB— Effective number of bits (bits)
t_j— Aperture jitter (RMS) (s)
f_in— Input signal frequency (Hz)

Wie es funktioniert

Ein Analog-Digital-Wandler (ADC) ist eine wichtige Komponente in elektronischen Systemen, die kontinuierliche analoge Signale in diskrete digitale Darstellungen umwandelt. Das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und die effektive Bitanzahl (ENOB) sind wichtige Leistungskennzahlen, die die Qualität und Präzision eines ADCs beschreiben. SNR misst das Verhältnis der gewünschten Signalleistung zur Rauschleistung, während ENOB die tatsächliche Auflösung des Wandlers unter Berücksichtigung nicht idealer Eigenschaften wie Verzerrung und Rauschen quantifiziert.

Bearbeitetes Beispiel

Stellen Sie sich einen 8-Bit-ADC mit einem vollen Bereich von 5 V vor. Wenn das Eingangssignal eine 1-kHz-Sinuswelle mit einer Amplitude von 2 V Spitze-Spitze ist und der gemessene Gesamtklirrfaktor (THD) -50 dB beträgt, würde die Berechnung wie folgt ablaufen: Berechnen Sie zunächst das theoretische SNR (Idealfall) als 6,02 N + 1,76 dB (wobei N die Anzahl der Bits ist). Für einen 8-Bit-ADC wäre dies 6,02 * 8 + 1,76 = 50,92 dB. Verwenden Sie dann den gemessenen THD, um den tatsächlichen ENOB zu ermitteln, indem Sie die ideale und die tatsächliche SNR-Leistung vergleichen.

Praktische Tipps

  • ✓Berücksichtigen Sie bei der Berechnung des SNR immer die volle Messbandbreite
  • ✓Verwenden Sie kalibrierte Testgeräte für eine genaue ADC-Leistungscharakterisierung
  • ✓Berücksichtigung von Frequenz- und Amplitudenschwankungen des Eingangssignals
  • ✓Berücksichtigen Sie Temperatur- und Umweltfaktoren, die die ADC-Leistung beeinflussen

Häufige Fehler

  • ✗Annahme einer idealen Leistung ohne Berücksichtigung von Umgebungsgeräuschen
  • ✗Vernachlässigung der Samplerate und der Nyquist-Kriterien
  • ✗Übersehen von Quantisierungsfehlern bei Präzisionsberechnungen

Häufig gestellte Fragen

SNR misst typischerweise die Leistung zwischen Signalleistung und Rauschen, während SINAD (Signal-to-Noise and Distortion) harmonische Verzerrungen in die Rauschmessung einbezieht
Eine höhere Bittiefe erhöht die Auflösung und den Dynamikbereich, reduziert das Quantisierungsrauschen und verbessert die Signaldarstellung
Zu den wichtigsten Faktoren gehören Abtastrate, Eingangssignalfrequenz, Referenzspannung, Schaltungsdesign und Umgebungsbedingungen

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