它是在考虑噪声和失真等缺陷后计算比特数的结果。

6.8 的 ENOB 基本上告诉您，例如 8 位 ADC 的实际性能优于理想的 6 位 ADC，但比理想的 7 位 ADC 差。

您也可以将其视为在信号中没有 2^6=64 或 2^7=128 个离散步长，就像理想的 6 位或 7 位 ADC 一样，而是 2^6.8 或大约 111 个离散步长。

什么是 ENOB？

ENOB 是最常被误解的规范之一。与普遍的看法相反，它与您可以“信任”的位数无关， 它只是衡量 ADC 噪声的指标。

ENOB是如何计算的？

每个 ADC 都有量化噪声；这是 ADC 将连续电压转换为离散阶跃这一事实所产生的噪声。

（图片来源：维基百科-量化（信号处理））

理想 ADC 的量化噪声（大约）为 \$\frac{1}{\sqrt{12}} \text{ LSBs RMS}\$。有效位数是具有与 ADC 相同量化噪声的理想 ADC 的位深度。

例如，如果您的 ADC 测量范围为 0 到 5V，RMS 噪声为 1mV，我们可以将 ENOB 计算为：

$$ \text{ENOB} = \log_2 \left( \frac{1/ \sqrt{12}} {\text{噪声}_\text{RMS} } \right) $$

$$ \text{ENOB} = \log_2 \left( \frac{1/ \sqrt{12}} {\frac{1\text{mV}_\text{RMS}}{5\text{V}} } \right) = 10.5\text{ 位} $$

ENOB 通常使用具有定义频率的满量程正弦波进行测量；它取决于频率。（1kHz 是最常见的，其次是 500Hz。一些制造商会发布 ENOB 与频率的关系图）

注意：如果它是用满量程正弦波测量的（几乎总是如此），那么它也是信噪比和失真 (SINAD) 的量度，可以计算如下：

$$ \text{SINAD} = \text{ENOB}\cdot 6.02 \text{dB} + 1.76 \text{dB} $$

ENOB 测量什么？

ENOB 计算包括来自 INL/DNL、失真、抖动等的影响；这些都会导致 ADC 的噪声。

ENOB不包括增益或偏移误差、时钟误差、互调失真等的影响。

参考资料和延伸阅读：

• ADI公司：数据转换手册
• 模拟设备：MT-001；揭开臭名昭著的公式“SNR = 6.02N + 1.76dB”的神秘面纱，以及为什么要关心

位只是一个数字，以 2 为底。

因此，一个 8 位数字的 ENODD（有效十进制位数）为\$ log_{10}(256) \$ = 2.4 个十进制数字。

显示 0 到 99 之间的值的 2 位十进制显示器的有效十进制位数为 2，或有效位数为\$ log_2(100) \$或 6.6。

对于 ADC，ENOB 是信号与（噪声 + 失真 + 任何其他误差）之比的 log2。后一项不一定是 2 的幂，因此 ENOB 不会是整数。

假设它有 8 位，所以值是 0..255 或 256 个不同的值。

然后，它有一个总噪声 + 失真 + 6 LSB 的任何其他错误。因此，如果您获得读数，您就会知道实际值在该区间内。

ENOB = log2( 256 / 6 ) = log2(256) - log2(6) = 5.4 位。

如果 ENOB 是 5 位，那么最后 3 位将是垃圾。但如果是 5.4 位，那么最后 3 位包含更多信息。

我认为一个更简单的答案在这里可能更有用，尤其是回答这个问题：我无法真正理解 6.8 位的物理意义。

这是一个完全可实现且非常常见的 1.5 位 ADC（或 1.58……取决于您的计数方式）。一个简单的窗口比较器，告诉您输入是否低于、在或高于某个范围。如果您想用加热器和风扇控制温度，检测电压是否在规格范围内等，这非常有用（并且很常见）：

^{模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图}

看到它如何具有 3 种可能的数字状态，您不能将其称为具有 4 种状态的“2 位”ADC。您也不能称其为“1 位”ADC。它介于两者之间，如果您必须将其与其他 ADC 进行比较，您可以说它具有 log ₂ (3)=1.58496... 位。