量子化ノイズのパワースペクトルとは何ですか？

式1。 この式は、任意の中心周波数で、ADCに続く可能性のある適切なフィルターにほぼ当てはまることに注意してください。 「合理的なフィルター」とは、狭すぎないフィルターです。

式1は、ノイズが白色、または周波数に対して均一であると想定しています。

あなたの作者は疑問に思いました。この仮定は、しばしば疑似量子化ノイズ[14]の仮定と呼ばれ、どのような条件下で本当ですか？

参考文献[3]から[32]は、この質問のさまざまな側面をカバーしています。物事を明確にするために、作成者はさまざまな入力を使用してデータコンバーターのシミュレーションも実行しました。結果はこのシリーズで報告されます。

彼は均一な量子化（すべてのステップサイズが等しい）のみを考慮しました。これは通常、高速データコンバーターで使用されるためです。また、シグマデルタコンバータは考慮されていません。

ADCアプリケーションの場合、多くの場合、RFチェーンゲインが十分に大きくなるため、前のコンポーネントからのノイズは量子化ノイズより3〜5 dB高くなるため、量子化ノイズスペクトルは重要ではありません。ただし、これにより、より多くのRFゲインと、ADCからのより高いダイナミックレンジが必要になるため、システムコストが増加する可能性があります。

DACアプリケーションの場合、DACからのノイズが支配的であり、送信されるノイズスペクトルが白であることを保証するためだけに、チェーンの後半にノイズを追加したくない場合があります。

ピーク、平均、およびrms値

入力信号のレベルを定義することが重要です。図2は、5ビットで量子化された正弦波を示しています。この信号のレベルは通常0dBFSと呼ばれます。ここで、FSは量子化器のフルスケールを指します。ただし、RFエンジニアは通常rms量を扱います。正弦波のrms値はピーク値より3dB低いため、図2の正弦波は-3 dBrmsFS、つまり0dBpeakFSになります。

図2。

このシリーズの残りの部分では、信号レベルはdBrmsFSまたはdBpeakFSで指定されます。

また、電力は電圧の2乗であるため、この一定エンベロープ正弦波のピーク対平均電力比（PAPR）は3dBであることに注意してください。実際、MSKなどのすべてのバンドパス位相または周波数変調された一定エンベロープ信号のPAPRは3dBです。

"ちょっと待って！"あなたは言うかもしれません、親愛なる読者。 「MSKなどの一定エンベロープ信号のPAPRは0dBではありませんか？それは人々がそれを呼ぶものです。」

実際、人々がこのようにPAPRを参照するとき、彼らはエンベロープの平均パワーに対するエンベロープのピークパワーの比率を参照しています。特に、PAPRへのこの参照は、信号の複雑なエンベロープ[33]を特徴付けるときに使用されます。このシリーズでは実際の電圧に関係しているため、PAPRは実際のピークの電力を実際の平均の電力で割ったものになります。このPAPRは、通常引用されているものより3dB高くなります。

次の記事では、アナログ-デジタルコンバータ（ADC）出力のスペクトルについて説明します。

使用される略語

シリーズの残りの部分については、次の表を使用してください。

参考資料

次のリファレンスは、シリーズの残りの部分でも使用されます。

紹介と動機

[1]デジタルまたはアナログ？ IとQの組み合わせと分離はどのように行う必要がありますか？

良好な通信リンクパフォーマンスの要件：IQ変調および復調

[2]システムシミュレーションのためにデータコンバータをどのようにモデル化する必要がありますか？

有効ビット数（ENOB）を使用したADCのモデリング

相互変調多項式と有効ビット数を使用したADCのモデリング

ADCモデルとDACモデリングへのローパスフィルターの追加

クリッピング効果の有無にかかわらず量子化ノイズ

ADCとDAC

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ADC固有、クリッピング効果ありとなし

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