在解决此问题时,我开始怀疑我对

$$ SINAD的初始定义= 10 \ log_ {10} \ left(\ frac {p_f} {\ sum_i {(p_i)} -p_0-p_f} \ right)dB $$

是正确的。在这个等式中,$ p_x $是FFT bin在频率$ x $上的功率,$ p_f $是包含信号频率$ f $的频率bin上的功率,$ p_0 $是DC分量。 $ i $的总和会累加所有频率分量,然后再去掉直流分量$ p_0 $和信号频率$ p_f $。

更具体地说,我不确定$ \ sum_i(p_i)我从Wikipedia描述中解释的$部分,其中(a)原始调制音频信号的功率(即,从已调制的射频载波到(b)残余)的功率之比音频功率,即去除原始调制音频信号后剩余的噪声加失真功率。有了这个定义,就有可能使SINAD电平小于1。


与等式相比,“原始调制音频信号”的频率为$ f $,这是考虑到的在FFT的$ p_f $项中。我从以下论文中获得的$ p_0 $术语是删除直流分量:

在“理解SINAD,ENOB,SNR,THD,THD + N和SFDR”文档中,表示


信噪比和失真(SINAD或S /(N + D)是均方根信号幅度与均方根之和的比值)所有其他频谱分量(包括谐波)的平方(rss),但不包括dc


看看这些定义,我可以想到SINAD的另一种可能的定义,即

$$ SINAD = 10 \ log_ {10} \ left(\ frac {p_f} {\ sqrt {\ sum_i {(p_i ^ 2)}}-p_0-p_f} \ right)dB $$

,它使用FFT结果的噪声和失真区间的RSS(均方根),但是,该文档中的“均值”到底是什么意思?

评论

您能否详细说明如何得出超过$ i $的总和以及$ p_f $和$ p_0 $是什么?

@Phonon,我试图澄清。让我知道是否需要更多。谢谢。

#1 楼

如果只能根据期望值和方差确定SINAD,则可以确定SINAD如何转换。方差$ \ sigma ^ 2 $被保留,而期望值$ \ mu $随着$ \ sqrt {N} $增长,其中N是采样集大小。假定噪声+失真具有方差$ \ sigma ^ 2 $。

,因此将确定SINAD值成为
$$
{\ mathrm {SINAD}} = {\ frac {P _ {{\ mathrm {signal}}} + P _ {{\ mathrm {noise}}} + P _ {{\ mathrm {distortion}}}} {P _ {{\ mathrm {noise}}}} + P _ {{\ mathrm {distortion}}}}} =
{\ frac {N | \ mu | ^ 2 + \ sigma ^ 2} {\ sigma ^ 2}} = N \ cdot SNR + 1
$$

我可以解释如果需要,可以更详细地说明。

评论


$ \ begingroup $
有趣的方法。您能补充一下,它与根据真实世界的正弦信号A / D转换计算出的FFT二进制数有何关系?
$ \ endgroup $
–FriendFX
2015年2月17日在23:41

#2 楼


该文档中“均值”的确切含义是什么?


在时域中,SINAD的计算方式是信号的RMS值与RMS的比值噪声+失真的值,因此我认为AD文档中的平均值是指RMS测量中的平均值。在频域中进行计算会掩盖平均值运算,因为DFT系数的大小已被调整为与时域RMS值成比例。 RMS值被求和为平方,然后取结果的平方根以获得复合RMS值。 RSS实现了必要的算术运算。

评论


$ \ begingroup $
您能否发布用于从FFT结果(以及功率/幅度频谱等条件)中计算SINAD的正确方程式?我提出这个问题的主要原因是,我在任何地方都找不到这样的方程式,只能找到文字描述,但我发现它很难理解且容易出错。如果我要解释您当前的描述,那么我的第二个方程似乎就是要使用的方程。
$ \ endgroup $
–FriendFX
2013年2月19日在3:11



$ \ begingroup $
转到此链接:fhnw.ch/technik/ime/publikationen下载论文“如何将FFT用于信号和噪声的仿真和测量”。我将尽快跟进空闲时间。
$ \ endgroup $
–user2718
13年2月20日在23:50



#3 楼

在您的ADC数据表中查看,大多数时候它们会提供公式,甚至说明如何计算。

矿山说:


SINAD是基本功率(PS)的功率相对于所有其他频谱分量的功率,包括噪声(PN)和失真(PD)的功率,但不包括dc。


因此公式为:

$$ 10 \ log_ {10} \ left(\ frac {P_S} {P_N + P_D} \ right)$$

评论


$ \ begingroup $
为了清楚起见,我更改了公式以使用LaTeX显示器,希望我可以正确地翻译它。您能否详细说明如何从FFT计算结果的仓中计算PS,PN和PD?
$ \ endgroup $
–FriendFX
15年4月30日在0:40

$ \ begingroup $
感谢您编辑我的答案。好吧,实际上,如果您的bin已正确映射到功率谱的组成部分,则可以执行以下操作:Ps:获取基频的信号功率(我相信您应该知道您的基波是什么)放轻松。 PN:PS + P(谐波)-DC至于PD,我不确定。
$ \ endgroup $
– Kevin.hammet
2015年4月30日9:05



$ \ begingroup $
我想我已经尝试在问题中更详细地解释这一点(例如,看到我的问题用您的公式替换了PS,PN和PD)。我真正需要的是一些方程式,它将您刚才所说的(以及我在数据表,Wikipedia,论文等中的不同版本中多次阅读的内容)转换为数学形式,可以应用于A / D的任何FFT转换后的正弦波。也许缺少的是“如果您的垃圾箱正确地映射到了功率谱的组成部分”,但是我不知道如何确保它是正确的。
$ \ endgroup $
–FriendFX
2015年4月30日23:48



$ \ begingroup $
就像这样:第一个FFT频段以0 Hz的频率响应DC,下一个频段是1 * Fs / Nfft,三次是2 * Fs / Nfft,依此类推...其中Fs是您的采样频率Nfft是FFT点数。
$ \ endgroup $
– Kevin.hammet
15年5月4日在6:21



$ \ begingroup $
好的,那么我的问题中哪一个方程是正确的?还是完全不同?附带说明一下,我已经知道如何找到特定频率(或其范围)的区间,因此,我的问题的主要部分是关于在SINAD计算的上下文中正确汇总这些区间。
$ \ endgroup $
–FriendFX
15年5月4日在10:58