从模数转换器的角度来看，噪声系数是不是很重要？

电子月

答案:

从转换器的角度来看，噪声指数（NF）和信噪比（SNR）是可以互换的。噪声指数让您对噪声密度有很好的理解, 而信噪比是衡量有关频带内总噪声的大小。 下面 ，让我们详细的讨论下噪声指数，一些折衷做法可能会导致人们的误解，而且 低噪声指数并不总是意味着转换器有较低的前端噪声。

当我们需要了解级联信号链系统中噪声对设计的动态影响时，往往会用到噪 声指数(NF)。请记住，当源电阻增加到原来的四倍时，噪声指数将改善6 dB，但同时，随着电阻的增加，相应地也增加了进入模数转换器的热噪声。当源电阻增大, 或是加到转换器的模拟前端（变压器、放大器或其它）的输入信号达到满量程一半时, 在感兴趣的带宽内的噪声就越难于处理，从而最终恶化转换器的性能。

为什么会这样呢？如果变压器或放大器的满量程输入信号降低，那么就需要 增加增益，这在理论上也很好理解，相比于放大器，变压器更依赖于增益带宽积这个指标。因此，举例来说，使用高阻抗比变压器可将噪声指数优化到尽可能低，但 靠它来实现100MHz及更高频率常见高中频应用，却非常困难。

放大器的问题也类似：随着增益的提高，放大器不仅放大了信号，而且放大了自身固有的噪声，因而会迅速劣化转换器的性能。为了保证性能，需要使用更复杂（更高阶)的抗混叠滤波器，而这样的滤波器将包含很多阻性和“有损耗”元件。

其实，在设计前端时需要时刻注意噪声频谱密度（NSD)。噪声频谱密度的单位通常是nV/rt-Hz，对转换器来说这才是真正重要的一个指标，因为在数字域中这一个指标会被报告和反复揣摩，以将信号差分化并最终从频带内“挑选出”感兴趣信号 。

总之，要确保正确的分配增益，使整个信号链上所有的输入输出满量程信号达到最大。衰减、填充或阻抗在信号链中并不是好的噪声指数折衷方式，因为电阻的存在会浪费功率和增加噪声。后续第二部分将讨论电阻噪声和转换器噪声之间的比较。

ADC的噪声指数公式：NF = Pfs（dBm）+ 174dBm – SNR – 10*log （BW)，其中Pfs=所用输入网络的满量程功率。