知识点理解:无杂散动态范围(SFDR)

知识点理解：⽆杂散动态范围（SFDR）

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⽆杂散动态范围(Spurious Free Dynamic range ，SFDR) 是衡量A/D和D/A数据转换器(ADC/DAC)的指标，表⽰在杂散分量⼲扰基本信号或导致基本信号失真之前可⽤的动态范围。

SFDR定义：

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正弦波信号(载波)均⽅根 (RMS)值与从0 Hz到⼆分之⼀数据转换器采样速率(Fs/2)范围内测得的输出峰值杂散信号均⽅根值之⽐。⽤公式表⽰如下：

数据转换器的SFDR 常受输⼊信号的⼆次或三次谐波限制，但通过精⼼设计滤波器和优化频率分配，⼀般可避免⼆次谐波(HD2)和/或三次谐波(HD3)，从⽽⼤幅提⾼SFDR。

dBc和dBFS：

细⼼的你可能注意到上图中出现了两种单位：dBc和dBFS。其实，SFDR通常以dBc(相对于载波频率幅度)或dBFS(相对于数据转换器的满量程范围)表⽰。

当要⽐较两款数据转换器的SFDR时，需要给定基准电平及其⼯作和信号条件。我们来对⽐⼀下AD9625和AD9680的SFDR，打开它们的官⽅DataSheet，如下图。其中红⾊框中给出SFDR时都给出了对应的条件。

通常，SFDR是在预先定义的窗⼝或奈奎斯特频率内观测的。例如下图，观测窗⼝选择中间的⽩⾊部分，其SFDR将⼤很多，这是因为整个Fs/2内的最⼤杂散分量并没有落⼊定义的观测窗⼝。

可以看出，限制SFDR性能的是最恶劣⼆次谐波或三次谐波，但如果使⽤正确信道滤波并采⽤理想采样时钟和良好频率分配，可以轻松地滤除这样的带外谐波。

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函数sfdr(x,fs)

Matlab中有函数sfdr可以直接使⽤，具体你可以在Matlab中的帮助⽂档中输⼊sfdr查看。下⾯是利⽤该函数计算的SFDR，程序很简单，仅供参考。

%% 测量SFDR

Fs = 200e6; % 采样率

dt = 1/Fs;

T = 1e-5;

F0 = 10e6;

F2 = 20e6; % 假设⼆次谐波

F3 = 30e6; % 假设三次谐波

静压实验SNR = 60; % 信噪⽐

% 产⽣信号、杂散以及噪声

t = 0:dt:T-dt;

st = cos(2*pi*F0*t)+0.001*cos(2*pi*F2*t)+0.002*cos(2*pi*F3*t); st = awgn(st,SNR); 给信号加上噪声

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% Matlab函数测量SFDR

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sfdr(st,Fs)

本文发布于:2024-09-22 05:27:21，感谢您对本站的认可！

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标签：信号杂散谐波频率观测

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