ADC的静态指标

请问：ADC的静态指标有专用的分析工具吗？该指标很少在评估ADC指标时使用，是否该指标不重要，应用中什么情况下需要评估该指标？

另外ADC的SNR = 6.02*N + 1.76 +10*log10（fs/2BW） 当被采样信号为单音时 该BW为多少？

谢谢！

Robin Feng：

你所说静态指标指INL, DNL么.如果你所采的信号为低频信号则要关注这些指标,谢谢.

BW是感兴趣的最大带宽,既算SNR的带宽

John Yang：

回复 Robin Feng:

您说的低频信号是指哪个频率范围。谢谢。

John Yang：

回复 Wayne Xu:

谢谢您的回复。是不是可以这样理解：例如fs为96M，BW为4.8M，那FPGA数字滤波器的增益为10dB

 

另外，处理增益为10dB时，FPGA内部的数字滤波器的阻带抑制要达到多少才能保证其处理增益达到10dB？

 

谢谢。

Lance Tu：

回复 John Yang:

你这是属于高速ADC应用了。

应该这么分析：

FS=96M BW=4.8M，所以Nyquist Zone BW=96M/2=48MHz

假设该高速ADC给出的Nyquist Zone内SNR值是66 dBFS，那么对于ADC来说你真实的信号带宽SNR值就是66+10lg(48/4.8)=76dBFS.

你输入的4.8M的信号幅度必须大于-76dBFS 。否则你输入的信号就会被ADC底噪淹没，无法解调。

这个10dB的处理增益与FPGA滤波器数字增益无关，是纯粹的ADC带宽换算增益。真正意义上的处理增益应该是系统信号的解调处理增益。

以WCDMA为例，其处理增益为10*lg(3.84M/12.2k)=25dB, 其解调门限为6。这意味着WCDMA信号可以比噪声低25-6=19dB，依然可以解调。但是该前提是WCDMA信号进入ADC时，信号强度必须大于ADC 3.84M带宽对应的噪声+解调门限。

这些增益都与FPGA完全无关，也无需FPGA来保证。FPGA的阻带滤波器是排除干扰信号用的，抑制度越高越好，具体看你的FPGA可利用资源有多少。

John Yang：

回复 Lance Tu:

这个10dB的处理增益，应该是FPGA的数字滤波器把fmax~fs/2范围内的噪声滤除后，噪声变为滤除前的fmax / (fs/2) 倍 而引起的吧？这样理解应该是和FPGA的滤波器有关？

“以WCDMA为例，其处理增益为10*lg(3.84M/12.2k)=25dB, 其解调门限为6。这意味着WCDMA信号可以比噪声低25-6=19dB，依然可以解调。但是该前提是WCDMA信号进入ADC时，信号强度必须大于ADC 3.84M带宽对应的噪声+解调门限。”

上述的“但是该前提是WCDMA信号进入ADC时，信号强度必须大于ADC 3.84M带宽对应的噪声+解调门限。”  怎么理解？此时不考虑处理增益吗？

谢谢！

Lance Tu：

回复 John Yang:

指标书上测得的SNR是ADC整个奈奎斯特域噪声的积分值。是个合值，并非你对应带宽的的底噪值。

简单来说，假设ADC噪声密度是-150dBFS/Hz, 采样为200MHz，那么其SNR就是150 – 10lg(200M/2)= 70.

而你实际信号带宽只有5M，所以你在ADC里面对应的真实信号底噪应该是-150+10lg5M=-83dBFS@5MHz.

 这里83-70=13dB的增益只是带宽换算增益，在ADC内部就存在的。FPGA所做的数字滤波器处理是将这5M以外的东西全部滤除（不止是底噪还有其它的阻塞信号与干扰信号）。不存在所谓的处理增益。处理增益是对调制信号的数据率换算而言的。WCDMA信号数据率是3.84M，而其码域最后处理数据是12.2k，所以才有这个高达25dB的处理增益。这个处理增益是不以你FPGA或ADC的设置而变化转移的，是这种信号算法所具有的固定处理增益。例如WCDMA双载波是7.68M带宽，但是其处理增益依然是25dB（因为此时数据率变成了2*12.2k），并不是你FPGA把滤波器带宽增加了一倍，其处理增益就会跟着变化的。所以所谓信号处理增益和FPGA滤波器是无直接关系的。

第二问题，要考虑处理增益。只是考虑的方式不同。

假设ADC的噪声密度是-150dBFS/Hz，其3.84MHz对应的噪声是-84dBFS@3.84MHz. 本来由于WCDMA固有的25dB处理增益与6dB解调门限，在无其它干扰信号的前提下只要输入WCDMA信号的功率大于-174（常温热噪声）+ 10lg3.84M (换算成WCDMA带宽的热噪声) – 25（固有处理增益）+6（解调门限） =-127dBm即可解调。

但是这是不可能的，因为ADC对应WCDMA信号的底噪是-84，算上满量程+7dBm(ADC输入100Ω阻抗匹配),  对应的底噪就是-77dBm。如果输入的有用信号小于-77dBm就直接被ADC的噪声给覆盖了，信号根本无法解调还原出来。这就是为什么在无线通信里面，ADC前面要加大量增益并尽可能降低噪声系数的原因。目的就是尽可能的降低ADC底噪的影响。当然这是针对小信号而言，对于大信号反正，输入信号大于-77dBm了，ADC可以还原原始的输入信号了。