В популярном AN 150 компании Keysight есть график зависимости амплитуд шума и гармоник от уровня входного сигнала на смесителе (стр. 57).
Там указано, что максимальный n-й динамический диапазон дается на пересечении линий шума и n-й гармоники (т.е. когда и шум, и n-я гармоника имеют одинаковую амплитуду).
Мне трудно понять, почему это так. Насколько я понимаю, можно изменить уровень входа микшера, чтобы выполнить своего рода компромисс между SNR и гармоническими искажениями. Итак, какие критерии используются, чтобы утверждать, что когда оба эффекта одинаково важны, динамический диапазон максимален?
Соотношение сигнал/шум ухудшается по мере падения уровня сигнала.
Соотношение сигнал/искажение ухудшается по мере увеличения уровня сигнала.
Динамический диапазон — это отношение уровня сигнала к любому нежелательному сигналу, шуму или искажению.
Поэтому существует уровень сигнала, при котором эти два нежелательных сигнала равны. По обе стороны от этого уровня тот или иной нежелательный сигнал ухудшается и доминирует. На этом уровне динамический диапазон является лучшим.
Обратите внимание, что уровень шума зависит от ширины полосы разрешения, а уровень искажений — нет. Таким образом, оптимальный уровень динамического диапазона изменяется в зависимости от полосы пропускания.
Ваш анализатор спектра не может различать компоненты сигнала, шума и искажения — он просто измеряет мощность. Если вы попытаетесь уменьшить сигнал, чтобы уменьшить искажение, шум будет преобладать, и отношение сигнал-шум упадет (поскольку шум останется прежним, но сигнал станет слабее). Если вы увеличиваете сигнал, у вас больше SNR на входе, но нелинейность смесителя приводит к большим выходным паразитным помехам, и, поскольку эти компоненты растут быстрее, чем сигнал (если вы удваиваете мощность сигнала, мощность искажения увеличивается больше). чем вдвое) ваш SNR по-прежнему уменьшается (здесь шумовая составляющая также представляет собой искажение и, следовательно, часто называется «SINAD» для отношения сигнал-шум-и-искажение.
Опять же, как я уже сказал, ваш анализатор спектра не может определить разницу между шумом и искажением, уменьшение одного для улучшения другого бессмысленно (поскольку в итоге вы все равно получите такое же количество нежелательной мощности).
Другими словами, ваше утверждение
Насколько я понимаю, можно изменить уровень входа микшера, чтобы выполнить своего рода компромисс между SNR и гармоническими искажениями.
Неверно - микшер там находится на оптимальном уровне мощности, и, таким образом, увеличение мощности не приведет к увеличению производительности.
Тони Стюарт EE75