Cálculos ENOB

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He estado teniendo una discusión con un colega sobre los cálculos ENOB (número efectivo de bits) para DAC y ADC. Ambos lo encontramos desde diferentes direcciones (él es más analógico y yo más digital).

Mi comprensión de ENOB es que es un indicador de la profundidad de bits que puede detectar de manera confiable (para un ADC) dado el ruido del sistema. Por lo tanto, con un piso de ruido determinado, no puede usar los 100 códigos ADC inferiores, por ejemplo, por lo que su ENOB es el número de bits necesarios para generar el número restante de códigos. El factor limitante en el valor ENOB siempre será la profundidad de bits real del propio ADC. Esta es una perspectiva muy digital sobre las cosas.

Su entendimiento es que los cálculos de ENOB se basan en mediciones analógicas, y no hay límite para el máximo de ENOB; depende completamente de las características de ruido del ADC. Una visión más bien analógica sobre las cosas.

Estoy de acuerdo en que los cálculos de ENOB que hacemos en la oficina se derivan completamente de mediciones analógicas sin conocimiento previo de la profundidad de bits del ADC. Sin embargo, no puedo entender cómo un ADC de 8 bits podría tener un ENOB mayor que 8.

¿El ruido de cuantificación del ADC sería el factor limitante en el ENOB? Si se mide el ENOB de una onda sinusoidal perfecta con solo el ruido de cuantificación de 8 bits presente, ¿sería el ENOB un 8 perfecto o sería mayor?

    
pregunta Oliver

2 respuestas

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Creo que esto depende de dónde dibuje el cuadro imaginario alrededor del 'ADC'. Si el ADC es de 8 bits y solo ve 8 bits en la interfaz, ENOB no puede ser mejor que 8 bits.

Si dibuja el cuadro alrededor de un convertidor de 8 bits o 1 bit o 16 bits que tiene un sobremuestreo interno y un filtro digital y se le presentan 24 bits en la interfaz de ese cuadro, entonces ENOB puede ser más que lo que sea. utilizado internamente Un convertidor Delta-Sigma en su forma más simple es un convertidor de 1 bit , sin embargo, puede obtener ENOB de 19 o 20 bits (de los 24 bits presentados).

ENOB se puede calcular a partir de SINAD (relación señal a ruido y distorsión), que incluye el ruido de cuantificación, la distorsión, el ruido de referencia y el ruido térmico. Todas las fuentes de ruido se agregan, en el mejor de los casos se agregan en cuadratura, de modo que nunca tenga un ruido más bajo que el ruido de cuantización, pero hay muchas otras fuentes posibles de ruido y distorsión (especialmente en convertidores de alta resolución) .

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Serían 8 bits, punto.

ENOB se define principalmente por las no linealidades en el convertidor, el hecho de que los "pasos" en su función de transferencia no son todos de la misma altura. Esto crea productos de distorsión en la salida del convertidor que limitan su piso de ruido efectivo y su resolución, incluso si se eliminan todas las otras fuentes de error. Si el convertidor es perfectamente lineal, obtienes los 8 bits completos.

No estoy seguro de lo que su colega quiere decir con "mediciones analógicas", ya que la salida del ADC es puramente digital. La salida digital incluye todas las fuentes de ruido, incluido el ruido de cuantificación del propio convertidor, que se convierte en la fuente dominante si todas las demás fuentes se reducen a cero.

Dicho esto, es posible aumentar la resolución efectiva de un convertidor por debajo del piso de ruido agregando una señal de interpolación a la entrada y realizando un filtrado digital juicioso en la salida. Pero esto no es de lo que trata la especificación ENOB.

    
respondido por el Dave Tweed

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