유효 비트 수

유효 비트 수(ENOB)는 아날로그-디지털 변환기(ADC), 디지털-아날로그 변환기 또는 관련 회로의 동적 범위를 측정한 것이다. ADC의 분해능은 아날로그 값을 나타내는 데 사용되는 비트 수로 지정된다. 이상적으로는 12비트 ADC의 유효 비트 수가 거의 12비트인 것이다. 그러나 실제 신호는 노이즈가 있고, 실제 회로는 불완전하며 추가적인 노이즈와 왜곡을 일으킨다. 그러한 결함은 ADC의 정확성 비트의 수를 감소시킨다. ENOB는 시스템의 유효 분해능을 비트 단위로 설명한다. ADC는 12비트 분해능을 가질 수 있지만, 시스템에 사용될 때 유효한 비트 수는 9.5일 수 있다.

ENOB는 검체 및 홀드 증폭기와 같은 다른 블록의 품질 측정으로도 사용된다. 따라서 아날로그 블록은 신호 체인 계산에 포함될 수 있다. 블록 체인의 총 ENOB는 일반적으로 최악의 블록의 ENOB보다 적다.

ENOB가 여전히 보장되는 신호 변환기의 주파수 대역을 유효 분해능 대역폭이라고 하며 동적 정량화 문제에 의해 제한된다. 예를 들어, ADC에는 일부 개구부 불확실성이 있다. 실제 ADC가 샘플링하는 순간 그 입력은 샘플마다 다르다. 입력 신호가 변화하고 있기 때문에, 그 시간 변동은 출력 변동으로 해석된다. 예를 들어 ADC는 1ns 늦게 표본을 추출할 수 있다. 입력 신호가 1,000,000 라디안/초(거의 160 kHz)에서 1 V 사인파인 경우 입력 전압이 1 MV/초만큼 변경될 수 있다. 1ns의 샘플링 시간 오차는 약 1mV(10번째 비트의 오류)의 샘플링 오차를 유발한다. 주파수가 100배 더 빠를 경우(약 16MHz), 최대 오차는 100배 더 클 것이다: 1V 신호에서 약 100mV(제3 또는 제4비트의 오류).^[specify]

정의

ENOB에 대해 자주 사용되는 정의는^[1]

\mathrm {ENOB} ={\frac {\mathrm {SINAD} -1.76}{6.02},

, where

ENOB는 비트 단위로 제공됨
SINAD(신호, 노이즈 및 왜곡)는 dB 단위의 신호 품질을 나타내는 전력 비율이다.
디비저의 6.02 항은 데시벨(로그₁₀ 표현)을 비트(로그₂ 표현)로 변환한다.^{[note 1]}
1.76 용어는 이상적인 ADC의 정량화 오류에서 비롯된다.^{[note 2]}

이 정의는 이상적인 ADC 또는 DAC의 SINAD를 ENOB 비트의 워드 길이와 테스트 중인 ADC 또는 DAC의 SINAD를 비교한다.

참고 항목

신호 대 잡음 비

메모들

^ $6.02\approx 20\log _{10}2$ $6.02\approx 20\log _{10}2$ $6.02\approx 20\log _{10}2$ $6.02\approx 20\log _{10}2$ $6.02\approx 20\log _{10}2$ 2 ${\displaystyle$ 6.02\ $6.02\approx 20\log _{10}2$ 약 20 $\log$ _ ${10}2$ } $6.02\approx 20\log _{10}2$ .
^ $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ ( $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ / $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ ) ${\displaystyle 1.76\$ 약 $10\log _{10}(3/2)}$ ^[2].

참조

^ Kester 2009, 페이지 5 방정식 1.
^ Eq. 2.8인치 Geerts, Yves; Steyaert, Michiel; Sansen, Willy M. C. (2002). Design of multi-bit delta-sigma A/D converters. Springer. ISBN 9781402070785.

Gielen, Georges (2006). Analog Building Blocks for Signal Processing. Leuven: KULeuven-ESAT-MICAS.
Kester, Walt (2009), Understand SINAD, ENOB, SNR, THD, THD + N, and SFDR so You Don't Get Lost in the Noise Floor (PDF), Tutorial, Analog Devices, MT-003
Maxim (December 17, 2001), Glossary of Frequently Used High-Speed Data Converter Terms, Application Note, Maxim, 740

외부 링크

Texas Instruments의 ENOB에 대한 비디오 튜토리얼
유효 비트 수 (ENOB) (PDF) 2011년 4월 Rohde & Schwarz - 이 애플리케이션 노트는 오실로스코프 ENOB를 측정하는 방법을 설명한다.

[2] $6.02\approx 20\log _{10}2$ $6.02\approx 20\log _{10}2$ $6.02\approx 20\log _{10}2$ $6.02\approx 20\log _{10}2$ $6.02\approx 20\log _{10}2$ 2 ${\displaystyle$ 6.02\ $6.02\approx 20\log _{10}2$ 약 20 $\log$ _ ${10}2$ } $6.02\approx 20\log _{10}2$ .

[4] $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ ( $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ / $1.76\approx 10\log _{10}(3/2)$ ) ${\displaystyle 1.76\$ 약 $10\log _{10}(3/2)}$ ^[2].

[1] Kester 2009, 페이지 5 방정식 1.

[3] Eq. 2.8인치 Geerts, Yves; Steyaert, Michiel; Sansen, Willy M. C. (2002). Design of multi-bit delta-sigma A/D converters. Springer. ISBN 9781402070785.

[1]

[note 1]

[note 2]

[2]

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