Melhoria de SNR por Sobreamostragem

Fórmula

Descrição

Sobreamostrar um ADC por um fator de N e depois fazer a média (decimar) melhora a relação sinal-ruído efetiva ao espalhar o ruído de quantização por uma largura de banda mais ampla. Quando os dados são filtrados em passa-baixo e subamostrados, apenas o ruído dentro da largura de banda do sinal permanece, reduzindo efetivamente o piso de ruído. Cada sobreamostragem de 4x melhora a SNR em 6 dB, equivalente a ganhar um bit de resolução. Esta técnica é usada em ADCs sigma-delta, áudio digital e sistemas de medição de precisão para alcançar uma resolução além da capacidade nativa do ADC.

Variáveis

• SNR_eff — SNR efetiva após sobreamostragem e decimação (dB)
• SNR — SNR original de amostra única (dB)
• N — Razão de sobreamostragem

Notas Práticas

Isto assume que o ruído é branco (uniformemente distribuído ao longo da largura de banda de Nyquist). Se o ruído não for branco (por exemplo, ruído 1/f), a sobreamostragem é menos eficaz na melhoria da SNR. Para aplicações de ADC, o sinal de entrada deve conter ruído de dithering de pelo menos 1 LSB de amplitude para que a sobreamostragem funcione corretamente. Sem dither, os erros de quantização ficam correlacionados e não se anulam corretamente na média.