明德?lián)P(MDY)在2022年承擔(dān)了多個(gè)高速ADC研發(fā)項(xiàng)目，今天給大家分享下高速ADC噪聲系數(shù)計(jì)算方法。

首先在AD選型時(shí)，我們最關(guān)心的一個(gè)指標(biāo)就是AD的信噪比（SNR），這項(xiàng)指標(biāo)直接影響了抗干擾板的噪聲系數(shù)。噪聲系數(shù)（NF）的計(jì)算過(guò)程如下：

圖1為ADC采樣過(guò)程的一個(gè)簡(jiǎn)易模型。該模型假定一個(gè)電阻為R的信號(hào)源作為ADC的輸入。由于有ADC采樣時(shí)鐘的限制，信號(hào)源與ADC之間相當(dāng)于接入了一個(gè)奈奎斯特帶寬（DC至fS/2）的濾波器。同時(shí)，這也限制了輸入信號(hào)的噪聲帶寬。設(shè)該帶寬為B。在ADC端的電阻R*為ADC的輸入阻抗。由于我們?cè)O(shè)計(jì)電路時(shí)已經(jīng)根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)提供的參數(shù)對(duì)輸入端進(jìn)行了阻抗匹配，因此在該模型中認(rèn)為ADC的輸入阻抗等于源電阻。

圖1：ADC采樣模型

設(shè)輸入信號(hào)功率為AD的滿量程輸入功率，則該電壓表達(dá)式為：

該正弦波信號(hào)的滿量程功率為：

將其表示為dBm：

利用ADC的SNR值計(jì)算等效輸入均方根電壓噪聲（該SNR值不包括基波信號(hào)的諧波）：

上式是在整個(gè)奈奎斯特帶寬(DC至fs/2)測(cè)得的總有效輸入均方根噪聲電壓，注意該噪聲包括源電阻的噪聲。由此得到噪聲因數(shù)F的表達(dá)式：

其中，SNR的單位是dB，B的單位是Hz，T=300K，

將F轉(zhuǎn)化為dB并簡(jiǎn)化可獲得噪聲系數(shù)：

審核編輯：湯梓紅