Mejora de SNR por sobremuestreo

Fórmula

Descripción

Sobremuestrear un ADC por un factor de N y luego promediar (diezmar) mejora la relación señal-ruido efectiva al repartir el ruido de cuantización en un ancho de banda más amplio. Cuando los datos se filtran con un pasa-bajo y se submuestrean, solo permanece el ruido dentro del ancho de banda de la señal, lo que reduce eficazmente el suelo de ruido. Cada sobremuestreo de 4× mejora la SNR en 6 dB, equivalente a ganar un bit de resolución. Esta técnica se usa en los ADC sigma-delta, el audio digital y los sistemas de medición de precisión para lograr una resolución superior a la capacidad nativa del ADC.

Variables

• SNR_eff — SNR efectiva tras el sobremuestreo y la diezmación (dB)
• SNR — SNR original de una sola muestra (dB)
• N — Relación de sobremuestreo

Notas prácticas

Esto supone que el ruido es blanco (distribuido uniformemente a lo largo del ancho de banda de Nyquist). Si el ruido no es blanco (por ejemplo, ruido 1/f), el sobremuestreo es menos eficaz para mejorar la SNR. Para aplicaciones de ADC, la señal de entrada debe contener ruido de dithering de al menos 1 LSB de amplitud para que el sobremuestreo funcione correctamente. Sin dither, los errores de cuantización están correlacionados y no se promedian adecuadamente.