PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Oszacowanie stosunku sygnału do szumu w asynchronicznych przetwornikach analogowo-cyfrowych

Autorzy
Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Signal-to-Noise Ratio for asynchronous analog-to-digital converters
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
W artykule przedstawiono porównanie współczynnika stosunku sygnału do szumu (SNR) dla synchronicznych oraz asynchronicznych przetworników analogowo-cyfrowych. Badania wykonano dla trzech modeli stochastycznych sygnałów wejściowych o rozkładach Gaussa, równomiernym oraz sygnału sinusoidalnego. Oszacowano spadek wartości współczynnika SNR dla asynchronicznego przetwornika analogowo-cyfrowego typu Sigma-Delta w porównaniu z klasycznym przetwornikiem synchronicznym, wywołany odpowiednio nieliniowością bloku próbkującego (-10dB) oraz niejednoznacznością procesu kwantyzacji (-3dB).
EN
This paper shows the difference between the SNR level for classical synchronous analog-to-digital converters (ADC) and asynchronous Sigma-Delta analog-to-digital converters (ASD ADC) (Fig. 2) [4, 5]. Simulative evaluation shows that the conversion quality for ASD ADCs is about 2 bit worse than for classical synchronous ADCs (Tabs. 1 and 2). The reason for such a difference is firstly the nonlinearity of an ASD ADC sampling block (ASDM) (-10dB in SNR value) and secondly the quantization noise whose variance value is two times bigger than in case of classical ADCs ( 3dB in SNR). Such big quantization noise is caused by the need of measuring the time position of two independent pulse edges with uniform probability density function (pdf) for the quantization error [8]. The difference for these two measurements yields a triangular distribution which overlaps consecutive quantization intervals (Fig. 1b) and is the source of uncertainty of the digital word at the ASD ADC output [8]. Simulations were performed for four configurations of sampling and quantization blocks, the classical ADC and three other sets of linear/nonlinear sampling blocks and certain/uncertain quantization blocks. Such simulation methodology shows the influence of properties of each element of the signal path in the ASD-ADC on the quantization noise pdf (Fig. 3). The SNR is evaluated for three stochastic models of input signals: Gauss, uniform and sinusoidal signal. Comparison requires assuming the proper amplitude and frequency domain, because of balance between the dynamic range and bandwidth of the ASD ADC.
Wydawca
Rocznik
Strony
30--32
Opis fizyczny
Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wzory
Twórcy
autor
  • Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, jableka@agh.edu.pl
Bibliografia
  • [1] Kirianaki N. V., Yurish S. Y., Shpak N. O. and Deynega V.P.: Data Acquisition and Signal Processing for Smart Sensors. John Wiley & Sons, 2002.
  • [2] Allier E., Sicard G., Fesquet L. and Renaudin M.: A new class of asynchronous A/D converters based on time quantization. Proceedings of IEEE International Symposium on Asynchronous Circuits and Systems ASYNC 2003, 2003, pp. 196-205.
  • [3] Manohar R., Apsel A. B. and Akopyan F.: A level-crosing flash asynchronous analog-to-digital converter. Proceedings of IEEE International Symposium on Asynchronous Circuits and Systems ASYNC 2006, 2006, pp. 12-22.
  • [4] Lazar A. A., Simonyi E. K. and Toth L. T.: Time encoding of bandlimited signals, an overview. Proceedings of Conference on Telecommunication Systems, Modeling and Analysis, November, 2005.
  • [5] Lazar A. A. and Tóth L. T.: Perfect recovery and sensitivity analysis of time encoded bandlimited signals. IEEE Transactions on Circuits and Systems-I, no 10, 2005, pp. 2060-73.
  • [6] Kościelnik D. and Miśkowicz M.: Asynchronous sigma-delta analog-to-digital converter based on the charge pump integrator. Analog Integrated Circuits & Signal Processing, vol. 55, 2008, pp. 223-238.
  • [7] Callahan A.: Random rounding: some principles and applica-tions. Proceedings of IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing ICASSP 1976, vol. 1, 1976, pp. 501-504.
  • [8] Jabłeka M., Miśkowicz M., Kościelnik D.: Uncertainty of Asynchronous Analog-to-Digital Converter Output State. Proceedings of IEEE International Symposium on Industrial Electronics ISIE 2010, July, 2010.
  • [9] Gersho A., Gray R. M.: Vector quantization and signal compression, Kluwer, 1992.
  • [10] Papoulis A.: Probability, random variables, and stochastic processes, McGraw-Hill, 1991.
  • [11] Shannon C. E.: Communications in the presence of noise. Proceedings of IRE, January, 1949.
  • [12] Rabineer L. R. and Schafer R. W.: Digital Processing of Speech Signals, Prentice-Hall, Eglewood Cliffs, 1978.
  • [13] Miśkowicz M., Kościelnik D.: The dynamic range of timing measurements of the asynchronous sigma-delta modulator. Proceedings of IFAC Workshop on Programable Devices and Embeded Systems PDeS, Febuary 2006, pp. 395-400.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BSW4-0097-0009
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.