淺談ADC過(guò)采樣提高信噪比

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問(wèn)：淺談ADC過(guò)采樣提高信噪比

一般來(lái)說(shuō)，我們可以提高ADC采樣位數(shù)來(lái)提高ADC的信噪比，但是往往意味著ADC的成本可能也會(huì)更高。有沒(méi)有不提高位數(shù)，同樣優(yōu)化信噪比的方法呢?有的，那就是過(guò)采樣。

如果ADC的噪聲僅考慮量化噪聲。把Sine波形放到頻域里看，我們會(huì)得到下圖。

圖1：Sine波幅頻相應(yīng)曲線(圖片來(lái)源：TI)

關(guān)于什么是量化噪聲，可以看下面這篇帖子：淺談數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC)量化噪聲與信噪比。

我們把上圖進(jìn)一步簡(jiǎn)化。下圖紅色箭頭表示主信號(hào)的幅值，灰色代表噪聲幅值，平均分布在DC到fs/2之間。(fs為采樣頻率)

圖2：過(guò)采樣提高信噪比

如上圖，如果我們將采樣率提高K倍，噪聲能量不變，并且平均分布在更寬范圍，從而噪聲的幅值降低。原始信號(hào)沒(méi)變，但是噪聲幅值減少，也就是信噪比提高了。

提高采樣率之后的信噪比公式：

SNR=6.02N+1.76dB+10log(OSR)

其中，過(guò)采樣速率OSR=Fs/(2╳BW)，BW為帶寬。

注意：此公式僅適用于只存在量化噪聲的理想ADC。因此，提高采樣率有助于提高信噪比。

對(duì)于ADC采樣率，我們可以在Digi-Key模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)篩選項(xiàng)中篩選：

圖3：在Digi-Key網(wǎng)站通過(guò)采用率篩選ADC

原文標(biāo)題：ADC過(guò)采樣：這種提高ADC信噪比的巧妙方法，你用過(guò)嗎?

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審核編輯：湯梓紅