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如何计算DA输出信号的THD+N?


  •   对于一个N位的DA,转换频率为F,输出频率为f的正弦信号. 理论上如何计算THD+N?

回帖(2)

卜文月

2025-2-8 14:51:16
THD是谐波失真,N是噪声,理论上计算不出来,需要实际去测量输出信号的频谱来计算。
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123

2025-2-8 18:16:22
THD+N(Total Harmonic Distortion Plus Noise)是指总谐波失真加噪声,用于衡量模拟信号的失真程度。对于一个N位的DA(数字模拟转换器),转换频率为F,输出频率为f的正弦信号,计算THD+N的步骤如下:

1. 确定信号参数:首先,我们需要知道DA的位数N、转换频率F和输出频率f。这些参数将影响THD+N的计算。

2. 计算采样频率:根据奈奎斯特定理,采样频率应至少是信号频率的两倍,以避免混叠。因此,我们需要计算采样频率Fs,使得Fs >= 2 * f。

3. 计算量化步长:量化步长(Δ)是DA输出信号中相邻量化级别的电压差。对于N位DA,量化步长可以计算为:Δ = Vref / (2^N),其中Vref是DA的参考电压。

4. 计算量化噪声:量化噪声是由于量化步长引起的,可以通过以下公式计算:Quantization Noise = 6.02 * Δ / √12。这个值表示量化噪声的功率。

5. 计算谐波失真:谐波失真是由于DA非线性特性引起的,可以通过以下公式计算:Harmonic Distortion = (Vout - Vref) / Vref,其中Vout是DA输出信号的峰值电压。这个值表示谐波失真的比例。

6. 计算THD+N:将量化噪声和谐波失真相加,得到THD+N的值:THD+N = Quantization Noise + Harmonic Distortion。

通过以上步骤,我们可以计算出DA输出信号的THD+N值。需要注意的是,实际应用中,THD+N的计算可能受到其他因素的影响,如电源噪声、温度漂移等。因此,在实际测量中,可能需要对这些因素进行校正。
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