ADC动态性能

1. 常见ADC性能指标

   名称	英文全称
   SNR(信噪比)	SIGNAL-NOISE RATIO
   SINAD(信纳比)
   THD(总谐波失真)	Total Harmonic Distortion
   SFDR(无杂散动态范围)	Spurious-freeDynamicRange
   ENOB(有效位数)
   THD + N(总谐波失真加噪声)
   HD	n阶谐波失真
   DNL微分非线性	Differential NonLinea
   INL积分非线性	Integral Nonlinearity

2. 定义
   总谐波失真(THD)：指的是基波信号的均方根值与其谐波(一般仅前5次谐波比较重要)的和方根的平均值之比。

   无杂散动态范围(SFDR)： 指的是信号的均方根值与最差杂散信号(无论它位于频谱中何处)的均方根值之比

   SNR(信噪比)：信号与噪声的比例。

   SINAD(信纳比)：信号+噪声+谐波的功率与谐波+噪声的功率比值 。SINAD很好地反映了ADC的整体动态性能，因为它包括所有构成噪声和失真的成分

   INL：表示ADC器件所对应的码值在最佳拟合直线的值T`[k]和真实值T[k]之间误差最大的那一点的误差值。

   码值	对应差值
   w[000]	T,[000]-T[000]
   w[001]	T,[001]-T[001]
   w[010]	T,[010]-T[010]
   w[011]	T,[011]-T[011]
   w[100]	T,[100]-T[100]
   w[101]	T,[101]-T[101]
   w[110]	T,[110]-T[110]
   w[111]	T,[111]-T[111]

   求出每一个码值w[k]对应的实际值和拟合线上的差值并找出最大值Vmax：使用的拟合直线不完全相同
   

   DNL：理论上说，模数器件相邻量个数据之间，模拟量的差值都是一样的，但实际并不如此。ADC相邻两刻度之间最大的差异就叫差分非线性值。按照定义测量每个码值的对应的转换电平（eg：如果是三位的ADC，则码值对应【000，001，010，011，100，101，110，111】）。码值k转换电平为T[k]，码值 k+1 转换电平为T[k+1]。此时对应码值k的码宽电压为：

   w[k] = T[k+1] - T[k+1]
   eg:8位ADC

   码值	对应差值
   w[000]	T[001]-T[000]
   w[001]	T[010]-T[001]
   w[010]	T[011]-T[010]
   w[011]	T[100]-T[011]
   w[100]	T[101]-T[100]
   w[101]	T[110]-T[101]
   w[110]	T[111]-T[110]
   w[111]	T[000]-T[111]

   找出其中的最大值W[k]进行如下计算得到DNL:
   
   note：单位为LSB W[K]为绝对值。

关系：理想N位ADC的理论SNR计算公式(SNR = 6.02N + 1.76 dB)
3. 对采集的数据进行FFT运算，得到经ADC 转换后的数据功率谱 计算出基波信号分量功率p1、谐波分量pD、噪声分量功率pN、最大杂波分量功率pS。

5. note：FFT的理论噪底等于理论SNR加上FFT“处理增益”10×log(M/2)。