这是关于信号链噪声的三部分系列的一部分。在有关恼人的半导体噪声的第 1 部分中，我们确定了所有 IC 中存在的半导体噪声的起源和特征。我们解释了如何在器件数据表中指定它，并展示了如何在数据表中未指定的实际条件下估计电压基准的噪声。在有关数据转换器中的噪声和失真的第 2 部分中，我们重点关注数据转换器特有的噪声和失真源。我们展示了如何在数据表中指定它们的噪声。我们将第 1 部分和第 2 部分放在一起作为本文的结论。现在我们将帮助读者选择适合其噪声预算的数据转换器。
    信号链中的噪声
    我们首先简要回顾本系列第 1 部分中涵盖的概念。噪声是电气系统中任何不受欢迎的电气现象。根据其来源，噪声可以分为信号链的外部（干扰）或内部（固有）。在图 1 中，所有外部噪声源都合并为一个术语 Vext，所有内部噪声源都合并为一个术语 Vint。

  

    信号链中的噪声。
    噪声预算是信号链中噪声的分配，从而在输出处产生可接受的信噪比 (SNR)。SNR 定义为满量程 RMS 信号电平与总 RMS 噪声的比率。因此，要确定信号链内可接受的噪声分布，您必须评估其对总 SNR 的影响。为此，引入了数据转换器特有的两个规格：信噪比和失真率（SINAD）以及有效位数（ENOB）。
    信噪比和失真
    数据转换器扩展了 SNR 的定义，将失真包括在内，并使用术语“信噪比和失真”(SINAD)。增加的失真包括所有不需要的频谱分量，不包括直流。SINAD 是满量程 RMS 信号与所有其他噪声和失真分量的 RMS 总和的比率。

    SINAD 可以用量化噪声、样本抖动、模拟噪声和总谐波失真 (THD) 来表示：

   

    信噪比和失真

    在哪里：
    N 是分辨率，以位为单位。
    DNL 是平均微分非线性，以 LSB 为单位。
    BW 是所使用的全部奈奎斯特带宽的分数，以百分比表示。
    Tj 是采样周期的 RMS 抖动与正弦波信号周期的比值，单位为 ppm。
    Vn 是模拟噪声，以 LSBRMS 为单位。
    THD 是总谐波失真，以百分比表示。
    SINAD 简化为熟悉的“经验法则”方程：
    SNR = 6.02N + 1.76dB LSBRMShspace{50mm}（公式 2）
    当：
    带宽=100%时
    DNL = 0 LSB
    Tj = 0ppmRMS
    Vn = 0LSBRMS
    总谐波失真 = 0%
    这些参数值共同描述了理想的数据转换器，其中的噪声源是采样过程中固有的全带宽量化噪声。
    在这种情况下，ENOB = N 位。