Gamme dynamique sans parasites (SFDR) expliquée
Aperçu
Introduction
La gamme dynamique sans bruit (SFDR) est une spécification cruciale que vous pouvez utiliser pour caractériser les performances dynamiques d'un Signal Generator. SFDR spécifie la relation entre l'amplitude de la fréquence fondamentale générée et l'amplitude de l'harmonique la plus proéminente. Dans un monde idéal, le domaine fréquentiel d’un signal analogique pur a toute la puissance concentrée à la fréquence désirée. Cependant, en raison du bruit et de la non-linéarité des composants, même les meilleurs Signal Generator génèrent également un contenu de fréquence aux harmoniques (ou multiples) du ton désiré.
Par exemple, lorsque vous générez un signal sinusoïdal de 10 MHz, vous pouvez observer des harmoniques à 20 MHz, 30 MHz, et ainsi de suite. Ces harmoniques sont aussi appelés spurs.
La gamme dynamique entre le ton fondamental et le plus grand spur est appelée Gamme dynamique sans bruit (SFDR). SFDR est la mesure du rapport entre le signal fondamental et le plus grand spur harmoniquement ou non harmoniquement lié de CC à la moitié de la fréquence d'échantillonnage. Vous pouvez calculer cette spécification visuellement en observant le graphe suivant.
Pour mesurer la SFDR d'un Signal Generator, un ton est généré à une fréquence donnée. Un analyseur de spectre est ensuite utilisé pour mesurer l'amplitude du ton fondamental et l'amplitude du ton le plus élevé suivant. Typiquement, c'est une des harmoniques.
En utilisant des décibels, il est facile de calculer SFDR :
Sur le graphe ci-dessus, la deuxième harmonique est le deuxième ton le plus élevé et le SFDR est d'environ 310 dBc. En perspective, disons que la SFDR d’un signal est de 70 dBc. Cela signifie que l’amplitude des signaux spurs est toujours inférieure à 0,0003162 fois l’amplitude de la fréquence fondamentale.
Étant donné les tensions efficaces, vous pouvez calculer le SFDR avec la formule suivante :
Pour de nombreuses applications nécessitant une sinusoïde propre, il est important qu'un Signal Generator ait de bonnes performances SFDR. Par exemple, considérons la caractérisation du convertisseur analogique-numérique (CAN) ci-dessous.
Pour la caractérisation du CAN, il est important de mesurer les imperfections harmoniques du CAN. Il est donc crucial que le stimulus du matériel sous test soit aussi pur spectralement que possible.