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Calculadora ADC SNR e ENOB

Calcule a relação sinal/ruído do conversor analógico para digital, o número efetivo de bits (ENOB) e SFDR, incluindo efeitos de oscilação de abertura

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Fórmula

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)

Como Funciona

Um conversor analógico-digital (ADC) é um componente crítico em sistemas eletrônicos que converte sinais analógicos contínuos em representações digitais discretas. A relação sinal-ruído (SNR) e o número efetivo de bits (ENOB) são as principais métricas de desempenho que descrevem a qualidade e a precisão de um ADC. O SNR mede a relação entre a potência do sinal desejada e a potência do ruído, enquanto o ENOB quantifica a resolução real do conversor considerando características não ideais, como distorção e ruído.

Exemplo Resolvido

Considere um ADC de 8 bits com uma faixa completa de 5V. Se o sinal de entrada for uma onda senoidal de 1 kHz com uma amplitude de 2V pico a pico e a distorção harmônica total (THD) medida for de -50 dB, o cálculo seria o seguinte: Primeiro, calcule o SNR teórico (caso ideal) como 6,02N + 1,76 dB (onde N é o número de bits). Para um ADC de 8 bits, isso seria 6,02 * 8 + 1,76 = 50,92 dB. Em seguida, use o THD medido para determinar o ENOB real comparando o desempenho ideal e real do SNR.

Dicas Práticas

  • ✓Sempre considere a largura de banda de medição total ao calcular o SNR
  • ✓Use equipamento de teste calibrado para uma caracterização precisa do desempenho do ADC
  • ✓Considere as variações de frequência e amplitude do sinal de entrada
  • ✓Considere a temperatura e os fatores ambientais que afetam o desempenho do ADC

Erros Comuns

  • ✗Assumindo o desempenho ideal sem levar em conta o ruído do mundo real
  • ✗Negligenciando a taxa de amostragem e os critérios de Nyquist
  • ✗Ignorando erros de quantização em cálculos de precisão

Perguntas Frequentes

O SNR normalmente mede a potência do sinal em relação à potência do ruído, enquanto o SINAD (Signal-to-Noise and Distortion) inclui distorção harmônica na medição de ruído
Maior profundidade de bits aumenta a resolução e a faixa dinâmica, reduzindo o ruído de quantização e melhorando a representação do sinal
Os principais fatores incluem taxa de amostragem, frequência do sinal de entrada, tensão de referência, projeto do circuito e condições ambientais

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