無雜波干擾動態範圍 (SFDR) 說明
概觀
本文說明並定義了 NI 動態訊號擷取 (DSA) 等一些 NI 裝置與模組所使用的無雜波干擾動態範圍 (SFDR) 規格。
簡介
無雜波干擾動態範圍 (SFDR) 是一項重要的規格，可用於分析訊號產生器的動態效能。SFDR 指定所產生之基本頻率的振幅與最明顯諧波的振幅之間的關係。在理想情況下,純類比訊號的頻域會將所有功率集中在所需頻率上。不過，由於元件會產生雜訊與非線性度，即使是最佳的訊號產生器，也會在所需音調的諧波 (或倍頻) 處產生頻率內容。
舉例來說，產生 10 MHz 正弦波時，可在 20 MHz、30 MHz 等頻率處觀察到諧波。 這些諧波也稱為雜波。
基頻與最大雜波之間的動態範圍稱為無雜波干擾動態範圍 (SFDR)。SFDR 是量測基本訊號與最大諧波或非諧波關聯雜波，從 DC 到取樣率一半之間的比率。您可以觀看下列圖表以視覺方式計算此規格。
若要量測訊號產生器的 SFDR，會以特定頻率產生音調。接著會使用頻譜分析儀量測基本音調的振幅,以及下一個最高音調的振幅。這通常是其中一個諧波。
使用分貝即可輕鬆計算 SFDR:
在上圖中,第二個諧波是第二個最高音調,SFDR 約為 310 dBc。從角度來看,我們假設訊號的 SFDR 是 70 dBc。這表示，雜波訊號的振幅一律小於基本頻率振幅的 0.0003162 倍。
針對 RMS 電壓,您可以使用下列方程式計算 SFDR:
對於需要純淨正弦波的許多應用而言，訊號產生器必須具備良好的 SFDR 效能。以下方的類比數位轉換器 (ADC) 特性分析為例。
在 ADC 特性分析方面,量測 ADC 的諧波瑕疵至關重要。因此，受測裝置的激勵必須盡可能保持頻譜純度。