pregunta de SNR de nivel de voltaje de ADC de audio

¿Por qué usar un rango ADC de 5 voltios? 1) Cuantos menos circuitos, más limpios serán los resultados de digitalización

2) el piso de ruido fundamental es el sqrt (KT / C); por lo tanto, un gran capacitor de retención de muestra establece el piso sí, el comparador (en el ADC) también contribuye; cualquier opamps utilizado en un ADC de sobremuestreo también contribuye.

A menudo, cualquier amplificación de precisión se logra utilizando las relaciones Cin / Cfb en circuitos opamp de conmutación. Dadas las grandes áreas necesarias para la amplificación de bajo nivel de ruido, los diseñadores de ADC (y los ingenieros de marketing y aplicaciones) pueden decidir utilizar TODA esa capacidad en la retención de muestras de ADC y en cualquier DAC de retroalimentación ponderado en binario, etc.     

Los ADC funcionan con niveles de voltaje típicos para los circuitos con los que deben interactuar.

A menudo tiene 5V o 3.3V como un riel de alimentación en circuitos digitales. Las secciones analógicas del ADC también pueden funcionar solo dentro de los rieles de alimentación disponibles. Si solo tiene + 5VDC como riel, entonces los opamps y otras partes analógicas del ADC no pueden funcionar con nada por encima de 5V o debajo del suelo.

Para trabajar con una señal de 10 V, necesita un riel de alimentación de 10 V para su circuito analógico. Generar eso es una molestia y puede introducir más ruido en otras partes del sistema; obtener 10V de 5V implica una fuente de alimentación de conmutación, y son notoriamente ruidosos. Sí, puedes limpiar el ruido. Mejor si no lo tienes ahí para empezar.

En cuanto a "aumentar la relación señal a ruido", eso no sucede. Creo que querías decir "disminuir la relación señal a ruido". Hay un poco de confusión en la redacción. Si se expresara como una fracción, entonces creo que lo entenderías mejor.

Una relación señal / ruido de -20dB significa que el ruido es 0.1 veces el nivel de la señal. Entonces, para un nivel de señal de 1Vpp, tendría un nivel de ruido de 0.1Vpp.

Si desea aumentar la relación señal a ruido, debe reducir el ruido o aumentar la señal. Tomemos el ejemplo anterior y mejoremos la relación señal a ruido a -40dB. Eso significa que el ruido es 0.01 veces el nivel de la señal. Entonces, para una señal de 1Vpp, el ruido sería 0.01Vpp.

Ahora que entiende la relación señal a ruido, volvamos a su pregunta.

Cada vez que amplificas una señal, le agregas ruido. Cada amplificador hace un poco de ruido, por lo que cuando pasa una señal a través de él, la señal se vuelve más ruidosa. La relación señal / ruido empeora porque la fracción que es ruido aumenta.

Toma nuestro ejemplo SNR -20dB. Digamos que nuestra señal tiene una SNR de -20dB y la pasamos a través de un amplificador de mierda con una ganancia de 1 que agrega 0.1 Vpp de ruido a la señal. Ya tenemos 0.1Vpp de ruido porque la relación señal a ruido es de -20dB. Agregamos otro 0.1Vpp de ruido de nuestro amplificador de mierda, y la relación señal a ruido cambia a -13dB. Tenemos un número más alto, pero eso significa que la proporción es peor.

Entonces, cada vez que pase su señal de 10Vpp a 5Vpp, luego amplíela de nuevo a 10Vpp, le agregará ruido y hará que la relación señal a ruido sea peor.

Esto no suele ser un problema. Los atenuadores (para pasar del nivel alto al nivel bajo) y los amplificadores (para pasar del nivel bajo al nivel alto) se pueden diseñar para no agregar una cantidad notable de ruido a la señal.

Por supuesto, cuantas más veces se atenúa o amplifica, peor es la relación señal / ruido. Evita eso haciendo solo esas cosas cuando es necesario, y utilizando buenos amplificadores (bajo ruido) en esos casos.