Amélioration du SNR par Suréchantillonnage

Formule

Description

Le suréchantillonnage d'un ADC par un facteur N suivi d'un moyennage (décimation) améliore le rapport signal/bruit effectif en étalant le bruit de quantification sur une bande passante plus large. Lorsque les données sont filtrées passe-bas puis sous-échantillonnées, seul le bruit situé dans la bande passante du signal subsiste, abaissant effectivement le plancher de bruit. Chaque suréchantillonnage par 4 améliore le SNR de 6 dB, équivalant au gain d'un bit de résolution. Cette technique est utilisée dans les ADC sigma-delta, l'audio numérique et les systèmes de mesure de précision pour atteindre une résolution au-delà de la capacité native de l'ADC.

Variables

• SNR_eff — Rapport signal/bruit effectif après suréchantillonnage et décimation (dB)
• SNR — Rapport signal sur bruit initial pour un seul échantillon (dB)
• N — Rapport de suréchantillonnage

Notes pratiques

Ceci suppose un bruit blanc (uniformément réparti sur la bande de Nyquist). Si le bruit n'est pas blanc (par ex. bruit en 1/f), le suréchantillonnage est moins efficace pour améliorer le SNR. Pour les applications d'ADC, le signal d'entrée doit contenir un bruit de dithering d'au moins 1 LSB d'amplitude pour que le suréchantillonnage fonctionne correctement. Sans dithering, les erreurs de quantification sont corrélées et ne se moyennent pas correctement.