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关键字:信号链 噪声 数据转换器
引言
《管理信号链噪声》系列文章分为三部分,本文为第二部分。我们在第一部分《半导体噪声,可避免还是避不开?》讨论了半导体器件的常见噪声源,分析其原因及特征,并介绍了器件手册以何种形式给出,举例说明如何估算实际条件下数据手册未给出的电压基准噪声。我们将在本文讨论ADC和DAC特有的噪声源、失真。与之前一样,我们介绍数据手册如何提供这些噪声指标。第三部分对第一、第二部分进行总结,向读者介绍如何优化噪声预算,并根据具体应用选择最合适的数据转换器。
信号链噪声
信号链的噪声源分为内部噪声源和外部噪声源。管理信号链的噪声要求严格考察链路的每个环节,将噪声降至最低;因为噪声一旦嵌入信号,就很难或不可能消除,这是我们讨论的基础和关键。
我们首先简要回顾第一部分有关半导体噪声的几个基本要点,现代设计中,理解电噪声比以往任何时候都重要。随着14位、16位数据转换器成为主流,18位和24位转换器日益增多,噪声往往是限制系统性能的关键。毫无疑问,了解产生噪声的原因及其特征是保证信号链达到最高精度的关键。
一般而言,噪声是指信号系统中所有有害的电信号。根据来源的不同,噪声可分为外部(干扰)噪声和内部(固有)噪声。本文主要讨论所有数据转换器的固有噪声和采样过程引起的噪声。
图1:信号链噪声。
图1将所有外部噪声源组合在一起,以Vext表示;将所有内部噪声源组合在一起,以Vint表示。
现在,我们将考察数据转换器常见的四种噪声和失真:量化噪声、采样抖动、谐波失真和模拟噪声。
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