ADC的数字输出计算SFDR，THD

资 源 简 介

ADC的数字输出计算SFDR，THD

详 情 说 明

从ADC数字输出计算关键性能参数的方法

在模数转换器（ADC）的性能评估中，无杂散动态范围（SFDR）、总谐波失真（THD）和有效位数（ENOB）是衡量其动态特性的核心指标。通过分析ADC的数字输出数据，可以系统性地提取这些参数，并进一步识别谐波成分。以下是实现思路：

数据采集与预处理 对ADC施加纯净的单频正弦信号（避免过载或欠幅），采集足够长的数字输出序列。需确保采样频率满足奈奎斯特定理，并通过加窗函数（如汉宁窗）减少频谱泄漏。

快速傅里叶变换（FFT）分析 对采样数据执行FFT，得到频谱图。主信号频点（基波）的幅值记为$A_{text{signal}}$，并定位其对应的频率分量。

谐波与噪声提取 THD计算：总谐波失真定义为前几次谐波（通常取2~5次）能量总和与基波能量的比值。需在频谱中提取各次谐波的幅值$A_{text{harmonic}}$，按公式$THD = 10 log_{10}(sum A_{text{harmonic}}^2 / A_{text{signal}}^2)$计算。 SFDR计算：无杂散动态范围是基波幅值与最大杂散分量（可能是谐波或非谐波）幅值的分贝差，即$SFDR = 20 log_{10}(A_{text{signal}} / A_{text{spur}})$。

ENOB推导 有效位数通过信噪比（SNR）估算，公式为$ENOB = (SINAD - 1.76)/6.02$，其中SINAD（信纳比）可从THD和噪声功率综合计算。

谐波定位技巧 各次谐波通常出现在基波频率的整数倍位置。若频谱中出现非整数倍频点的杂散，可能暗示ADC的非线性或时钟抖动问题。

注意事项 输入信号频率应与采样频率互质，避免频谱重叠。 高精度计算需多次平均以抑制噪声影响。 实际应用中需考虑ADC的量化误差和本底噪声对THD的贡献。

通过上述步骤，开发者可全面评估ADC的动态性能，并为后续电路优化提供数据支持。