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关于ADC的噪声系数问题

加油射频工程师 来源:加油射频工程师 2023-12-15 09:33 次阅读

(1)之所以说,是困扰又不是困扰,是因为,虽然在理论上感觉很纠结,但是实际情况下,想解决到不是个问题,增益多给几个dB就可以了。

这个问题,是与ADC的噪声系数相关的。

(2) 与几个做数字算法的号友讨论过,大家在做AGC的时候,普遍都是把vwin 中频输出调整到ADC的满幅度附近,当然,再给峰均比等留点余量。

如果基带算法是这种做法的话,那射频这边肯定是要做相应的配合,比如就是把链路增益调高,把输出能够到达那个状态。

但是,阅读ADITI的参考文档的话,会发现一种不同的思路[1][2]。

这个思路,就是根据ADC的SNR得出ADC的噪声系数,然后根据噪声系数来计算ADC前端的链路。

(3)在文献[1]中,也有类似的思路。

3677c198-9a6d-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

那如果按照这种思路,来设置RF前端的增益的话,很显然,在灵敏度输入下,模拟输出是不会达到ADC的满幅附近的。

所以,我感觉应该是不同的配合方法吧,射频设计需要和数字算法匹配。

(4)课程中,我是基于文献中的思路的,因为我觉得,这样做的话,有几点好处是显而易见的。

一,就是增益小,那对射频设计来说,肯定要简单不少的,而且非线性指标还会好一点

二,因为增益小,理论上AGC算法是可以简化的。假设,只考虑有用信号的情况下,如果按照输出要到ADC满幅附近的话,可能AGC要一直控;但是如果基于NF系数来设计前端增益的话,只要ADC没压缩,可能AGC都不需要起控。

如果有号友,做的AGC是以此思想的话,欢迎留言讨论一下哈。

(5)但是,文献[1][2]在讲ADC的噪声系数的时候,没有讲过ADC的最小输入电平。

如果从直观上来看的话,假设12bit的ADC,如果满幅输入是1.75Vpp的话,那么LSB=1.75V/2^12=0.00042724609375 Vpp,那对应的为-63.4dBm。那如果我的灵敏度是-110dBm,经过-110+35=-75dBm,那这个时候ADC是不是就采不到数据了呢?

其实,以前我都还没有想过这个问题,直到在ADS里面探索ADC的仿真时,发现在某种设置下,code不变了,然后我才想起这个问题。

(6)首先,从ADC的手册上的测试数据来看,应该不是的。

首先,SFDR=-90dBFS,约-82dBm的时候,还是有数值;再者,如果延伸一下SNR的曲线,发现在AIN=-82dBm的时候,SNR大概微-20dBc,那我们实际使用的时候,是有处理增益的,比如这边fs=170MSPS,那如果带宽只有170K的话,那其实是有30dB的处理增益,所以整体SNR可以为10dB左右。

3691efd2-9a6d-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

(7)不过,我还是想不明白这个问题。我找了好久的文档,也没找到相关的问题的答案,于是我就寻思着,看来只能找人问了。

但是问谁呢?

突然想起,在公众号“射频驿站”中,也看过用ADC的噪声系数这个概念的。一看文,就觉得应该是有过深入思考的。

现在改名,叫“攻城狮的救赎”。

很久以前就互加过好友,于是就发了一个消息过去。

首先,号主一下子就get到我的疑惑点;接着,给了我很详细的解答。

but,我当下没有听懂。

直到晚上的时候,我脑子里的神经元好像突然链接上了,能理解了。

(8)写文章的时候,我理解感觉又深入点了,虽然有可能是个显而易见的概念,但是原先我是没有这样考虑过的。

就是,虽然信号的幅度不达标,但是因为有噪声的存在,所以总幅度还是达到ADC的最小输入的。

本来写这篇文章,是想说一说困扰我的ADC的仿真的问题。仿真的时候,发现,当输入信号为-110dBm的时候,经过ADC采样后,计算的频谱,信号还是能看出来,但是电平总是不对,而且感觉受多种因素影响,搞的我很郁闷。

但是,写着文章,顺便梳理思路的时候,好像找着其中的原因了。

心情一下子又变好了。哈哈。

审核编辑:汤梓红
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原文标题:遇到一个是困扰又不是困扰的问题--关于ADC的

文章出处:【微信号:加油射频工程师,微信公众号:加油射频工程师】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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