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使用雙通道ADC獲得3dB SNR提升

星星科技指導員 ? 來源:ADI ? 作者:Clarence Mayott ? 2023-01-03 14:30 ? 次閱讀

使用雙通道同步采樣ADC和一些簡單的平均技術,轉換器的SNR可以提高3dB。

第 1 步。使用對稱輸入網絡,使用ADC的兩個通道收集數據,如圖1所示。

pYYBAGOzy5mAIH_wAAA23S-RTZI437.jpg?la=en&h=300&imgver=1

圖1.LTC6409 驅動雙通道 LTC2185

本示例使用 LTC2185 ADC 和 LTC6409 放大器。放大器前有單端10MHz低通濾波器(LPF),放大器后有一個簡單的LPF。R1和R2由同一信號源驅動。

第 2 步。在 FPGA 中收集數據。由于像LTC2185這樣的雙通道ADC同時采樣,因此兩個通道將在數字域中對齊,并且可以輕松操作。

第 3 步。對數字域中的兩個通道求和。由于這些信號是同時采樣的,因此可以在數字域中逐點對數據求和。

下面是一個示例:

poYBAGOzy5qAfkZ5AABdNhqMMto360.jpg?la=en&h=300&imgver=1

表 1.來自雙通道ADC的數據

一旦對這些數據點求和,就可以對應用進行剩余的數字信號處理。結果將是信噪比提高3dB。

結果:

分別來自兩個通道的FFT數據:

pYYBAGOzy5uASQUSAACJcH0CGOg547.jpg?la=en&h=300&imgver=1

圖2.分別來自兩個通道的FFT數據

求和后的FFT數據:

poYBAGOzy52AMaxPAABkkQFegJM265.jpg?la=en&h=300&imgver=1

圖3.求和后的FFT數據

為什么會這樣?

這種技術是可能的,因為當相干信號(具有相同相位、頻率和幅度特性的信號)相加時,它們以電壓相加。但是,相位、頻率和幅度與相位、頻率和幅度無關的隨機信號(如噪聲)僅以功率求和。因此,求和后目標信號將增加6dB,求和后噪聲僅增加3dB。這將使SNR凈增加3dB。實際上,兩個通道之間會有一些共享的抖動,這些抖動是相干的,因此實際SNR增益略小于3dB。

審核編輯:郭婷

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