对于奈奎斯特类型的ADC，SFDR和SNR之类的指标有什么意义呢？

wrss20080407

最近做了一个二阶连续型sigma-delta adc和一个noise shaping sar adc，在对这两个ADC做fft的时候，我突然感到十分疑惑：对于一个奈奎斯特类型的ADC，比如8比特的SAR ADC或者8比特的pipeline adc等等，如果在这种类型的ADC后面添加一个滤波器，滤除ADC输出的三次谐波以及更高次的谐波，那么是不是就会得到高于8比特的snr和SFDR？如果能这样实现的话，那还考虑什么snr和sfdr之类的东西干嘛，所谓的sigma-delta也没有存在必要吧？


敬请各位坛友指点一二哈！！很疑惑！！！

小微电路

等高手

洛神孤恋

8bit 奈奎斯特ADC怎么滤波都不会得到高于8bit的snr和sfdr的，因为量化噪声就限制了动态范围，噪声整形ADC滤波精度变高是因为带内量化噪声推到带外了，让你感觉限制精度的是谐波，其实是躁底

YyuanRTs

采样过程会把非理想都混叠到带内，这时候滤波是无法在不影响带宽的情况下改善性能的

wrss20080407

   

洛神孤恋 发表于 2024-7-22 09:41
8bit 奈奎斯特ADC怎么滤波都不会得到高于8bit的snr和sfdr的，因为量化噪声就限制了动态范围，噪声整形ADC滤 ...

洛神孤恋，您好，感谢您的回复。
就说一个简单的8比特sar adc吧，采样频率是50MHz，利用spectre里面的spectrum功能对输出做1024点的fft，请看下面两张图，所有设置都一样，但是左图的End Freq设置为2MHz，而右图的Edn Freq设置为25MHz。很明显能看到，左图的snr能达到55.4左右，实现8.9比特的精度；而右图的snr只有45dB左右，只能达到7.2比特的精度。

因此，如果我们用一个截止频率为2MHz的滤波器，是不是就能把2MHz~25MHz范围内的量化噪声也滤除呢？就像下图所做的操作那样，实现比较高的精度？

写的比较啰嗦哈，请见谅。再次感谢您的回复。

                               
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hardmany

   

wrss20080407 发表于 2024-7-22 11:02
洛神孤恋，您好，感谢您的回复。
就说一个简单的8比特sar adc吧，采样频率是50MHz，利用spectre里面的spe ...

你这个结果也相当于过采样带来的，但如果加noise shapping，性能会更好。

其实，要达到你这个2M带宽内8.9bit的性能，也许用9bit 4Msps的ADC，其功耗会比8bit 25MSps的低很多。
同时，即使你输入信号是2M，数字滤波器的截止频率也设在2M把3此谐波滤掉，但如果你输入比如0.5M信号，其三次谐波1.5M依然会在带内的。

洛神孤恋

   

wrss20080407 发表于 2024-7-22 11:02
洛神孤恋，您好，感谢您的回复。
就说一个简单的8比特sar adc吧，采样频率是50MHz，利用spectre里面的spe ...

你的思路没错，引入过采样可以提高精度，但这时候是有12.5倍过采样了，不是奈奎斯特ADC了

wjx197733

这个问题也困扰我很久了，期待各位坛友的回复。

liuqilong8819

   

wrss20080407 发表于 2024-7-22 11:02
洛神孤恋，您好，感谢您的回复。
就说一个简单的8比特sar adc吧，采样频率是50MHz，利用spectre里面的spe ...

2MHz截止的滤波器不能滤掉666KHz信号产生的HD3。
666KHz截止的滤波器不能滤掉222KHz信号产生的HD3。
。。。
量化噪声是“低质量”的噪声，排除工程实现的非理想因素，SFDR与量化噪声直接相关。
可以用8bitADC实现80bit的SFDR，但是需要借助dither。但是dither本身也会恶化SNR。
从这个角度来讲，可以说SFDR和SNR存在tradeoff。

神仙鱼

   

wrss20080407 发表于 2024-7-22 11:02
洛神孤恋，您好，感谢您的回复。
就说一个简单的8比特sar adc吧，采样频率是50MHz，利用spectre里面的spe ...

你这就是过采样呀，牺牲带宽来提升SNR