高速ADC噪声系数计算方法

 明德扬(MDY)在2022年承担了多个高速ADC研发项目，今天给大家分享下高速ADC噪声系数计算方法。

    首先在AD选型时，我们最关心的一个指标就是AD的信噪比（SNR），这项指标直接影响了抗干扰板的噪声系数。噪声系数（NF）的计算过程如下：

    图1为ADC采样过程的一个简易模型。该模型假定一个电阻为R的信号源作为ADC的输入。由于有ADC采样时钟的限制，信号源与ADC之间相当于接入了一个奈奎斯特带宽（DC至fS/2）的滤波器。同时，这也限制了输入信号的噪声带宽。设该带宽为B。在ADC端的电阻R*为ADC的输入阻抗。由于我们设计威廉希尔官方网站 时已经根据数据手册提供的参数对输入端进行了阻抗匹配，因此在该模型中认为ADC的输入阻抗等于源电阻。

图1：ADC采样模型

设输入信号功率为AD的满量程输入功率，则该电压表达式为：

该正弦波信号的满量程功率为：

将其表示为dBm：

利用ADC的SNR值计算等效输入均方根电压噪声（该SNR值不包括基波信号的谐波）：

上式是在整个奈奎斯特带宽(DC至fs/2)测得的总有效输入均方根噪声电压，注意该噪声包括源电阻的噪声。由此得到噪声因数F的表达式：

其中，SNR的单位是dB，B的单位是Hz，T=300K，

将F转化为dB并简化可获得噪声系数：

　　审核编辑：汤梓红