送福利!專家詳解模數轉換器中的噪聲係數
發布時間:2015-06-23 責任編輯:echolady
【導讀】在數模轉換器zhong,zaoshengxishuyuxinzaobishinenggouhuhuande。yaoxianglejiezaoshengmidu,bixuduizaoshengxishuyousuolejie,erxinzaobizeshimubiaopinduandezaoshengzongliang。benwenjiuyouzhuanjiaweiwomenjieximoshuzhuanhuanqizhongdezaoshengxishu。
在嚐試了解級聯信號鏈的動態機製時,噪聲係數用起來是十分方便的。當源電阻增加4倍時,噪聲係數將提高6 dB,但是,增加的電阻同時會增加轉換器中的約翰遜噪聲。源電阻較高或者超過模擬前端(變壓器或放大器)上滿量程輸入信號的一半時,目標頻段中的噪聲將變得難以控製,最終導致轉換器性能下降。
為(wei)何(he)如(ru)此(ci)?如(ru)果(guo)調(tiao)低(di)滿(man)量(liang)程(cheng)輸(shu)入(ru),必(bi)須(xu)調(tiao)高(gao)增(zeng)益(yi)。在(zai)理(li)論(lun)上(shang),這(zhe)樣(yang)做(zuo)看(kan)起(qi)來(lai)沒(mei)什(shen)麼(me)問(wen)題(ti),但(dan)是(shi),變(bian)壓(ya)器(qi)對(dui)增(zeng)益(yi)帶(dai)寬(kuan)的(de)依(yi)賴(lai)性(xing)比(bi)放(fang)大(da)器(qi)高(gao),因(yin)此(ci),用(yong)高(gao)增(zeng)益(yi)變(bian)壓(ya)器(qi)優(you)化(hua)噪(zao)聲(sheng)係(xi)數(shu)的(de)做(zuo)法(fa)會(hui)增(zeng)加(jia)實(shi)現(xian)100 MHz以上的常見高中頻應用的難度。
放大器也存在類似的問題:suizhezengyidetigao,xinhaohefangdaqizaoshengdouhuizengjia,jieguohuijiangdizhuanhuanqidexingneng。yaoweichixingnengbubian,jiuxuyaocaiyongjiyugaosunhaozuxingyuanjiandegaojiekanghundielvboqi。
在設計轉換器前端時,一定要考慮噪聲頻譜密度(NSD)。噪聲頻譜密度通常以nV/√Hz為單位,對轉換器具有十分重要的意義,因為要在數字域中對噪聲頻譜密度進行處理,以便區分並最終挑出頻段中的目標信號。

圖1.AD9625前端設計示例。
總之,要把增益放在適當的位置,確保整個信號鏈中的輸入和輸出滿量程信號均實現最大化。在任何信號鏈中,衰減、填充位或電阻都不是良性的噪聲係數折衷考慮因素,因為結果會浪費功耗,而且電阻還會增加噪聲。
噪聲係數 = Pf– SNR – 10 log BW + 174 dBm,其中,Pf為輸入網絡的滿量程功耗,SNR為輸入網絡的實測信噪比,BW為輸入網絡的–3 dB帶寬,174 dBm為熱噪底;熱噪底 = kTBW,其中,k為1.38 ×10–23,室溫下,T為300K。
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