Signal

ADC-Quantisierungsrauschrechner

Berechnen Sie ADC-Quantisierungsrauschen, theoretisches SQNR, ENOB, Dynamikbereich und Rauschspektraldichte für das Design von Analog-Digital-Wandlern.

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Formel

SQNR = 6.02N + 1.76 \text{ dB}, \quad LSB = \frac{V_{ref}}{2^N}

N— ADC resolution (bits)

SQNR— Signal-to-quantization-noise ratio (dB)

LSB— Least significant bit voltage (V)

V_ref— ADC reference voltage (V)

Wie es funktioniert

Quantisierungsrauschen ist eine inhärente Einschränkung bei der Analog-Digital-Wandlung, bei der kontinuierliche analoge Signale in diskrete digitale Repräsentationen umgewandelt werden. Beim Abtasten eines Signals nähert sich ein Analog-Digital-Wandler (ADC) der Amplitude des kontinuierlichen Signals unter Verwendung einer endlichen Anzahl diskreter Stufen an, was zu Quantisierungsfehlern führt. Das Quantisierungsrauschen ist eine Form der Signalverzerrung, die von der Anzahl der Bits abhängt, die bei der Analog-Digital-Umwandlung verwendet werden.

Bearbeitetes Beispiel

Problem: Berechnen Sie das Signal-to-Quantization Noise Ratio (SQNR) für einen 8-Bit-ADC und ermitteln Sie die LSB-Spannung (Least Significant Bit), wenn die Referenzspannung 5 V beträgt Lösung: 1. SQNR-Berechnung: SQNR = 6,02 * 8 + 1,76 = 50,32 dB 2. LSB-Berechnung: LSB = 5 V/(2^8) = 5 V/256 = 0,01953 V 3. Dies bedeutet, dass jede Quantisierungsstufe ungefähr 19,53 mV entspricht

Praktische Tipps

✓Verwenden Sie Oversampling-Techniken, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern
✓Wählen Sie einen ADC mit der für Ihre Signalanforderungen geeigneten Bitauflösung
✓Erwägen Sie Dithering-Techniken, um das Quantisierungsrauschen zu reduzieren

Häufige Fehler

✗Die Annahme einer höheren Abtastrate verbessert immer das Quantisierungsrauschen
✗Bei der Berechnung von LSB wird die Referenzspannung nicht berücksichtigt
✗Vernachlässigung des Einflusses der Bitauflösung auf das Signal-Rausch-Verhältnis

Häufig gestellte Fragen

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