无杂波动态范围(SFDR)说明
概述
本文主要介绍并定义NI动态信号采集(DSA)等NI设备和模块使用的无杂波动态范围(SFDR)规范。
引言
无杂波动态范围(SFDR)是用于描述信号发生器动态性能的关键规范。SFDR指定生成的基频幅值和最显著谐波幅值之间的关系。理想情况下，纯模拟信号的频域将所有功率集中在所需的频率。但是，由于噪声和组件的非线性，即使最好的信号发生器也会在所需单频的谐波（或整数倍）处生成频率内容。
例如，生成10 MHz正弦波时，可观察到20 MHz、30 MHz等频率的谐波。 这些谐波也称为杂波。
基频和最大杂波之间的动态范围称为无杂波动态范围(SFDR)。SFDR用于衡量基波信号与最大谐波或非谐波相关杂波（从直流到采样率的一半）之间的比值。通过观察下图可直观地计算该规范。
如需测量信号发生器的SFDR，需在给定频率内生成单频。然后使用频谱分析仪测量基频和下一个最高单频的幅值。通常，这是谐波之一。
使用分贝很容易计算SFDR：
在上图中，二次谐波是第二个最高单频，SFDR约为310 dBc。假设信号的SFDR为70 dBc。这意味着杂散信号的幅值始终小于基频幅值的0.0003162倍。
给定RMS电压，可通过下列公式计算SFDR：
对于许多需要纯净正弦波的应用，信号发生器具有良好的SFDR性能非常重要。例如，考虑以下模数转换器(ADC)特性。
对于ADC特性分析，测量ADC的谐波缺陷非常重要。因此，对待测设备的激励必须尽可能在频谱上纯净。