liminfoADC/DAC Calculator
ENOB/SNR/SINAD/SFDR 성능 계산기
이상적 SNR
74.00 dB
6.02N + 1.76
ENOB
12.00 bits
LSB 크기
805.664 µV
양자화 레벨
4,096
양자화 노이즈 (RMS)
232.575 µV
양자화 노이즈 (dBFS)
-77.02 dBFS
나이퀴스트 주파수
500.000 kHz
노이즈 밀도
328.91 nV/\u221aHz
ADC/DAC Calculator 소개
ADC/DAC SNR & ENOB 계산기는 아날로그-디지털 또는 디지털-아날로그 변환기 성능을 분석하는 전자 엔지니어와 신호 처리 전문가를 위한 무료 브라우저 기반 도구입니다. 비트 단위의 해상도, 볼트 단위의 풀 스케일 범위, kSPS/MSPS/GSPS 단위의 샘플링 속도를 입력하면 주요 성능 지표를 즉시 계산합니다. 이상적 SNR은 SNR = 6.02N + 1.76 dB 공식으로 계산되며, 이는 양자화 노이즈만 있는 완벽한 변환기의 이론적 최대 SNR을 나타냅니다.
이 도구는 LSB 크기(Vfs / 2^N), RMS 전압 및 dBFS 단위의 양자화 노이즈, 나이퀴스트 주파수(fs/2), nV/√Hz 단위의 노이즈 밀도도 계산합니다. 실제 하드웨어 특성 분석을 위해 측정된 SINAD 값을 선택적으로 입력하면 ENOB(유효 비트 수)를 ENOB = (SINAD − 1.76) / 6.02 공식으로 계산합니다. 이를 통해 고조파, 지터, 아날로그 비선형성을 포함한 실제 하드웨어 성능과 이론적 이상 성능을 비교할 수 있습니다.
DAC 모드에서는 인접 코드 간 출력 전압 스텝 크기(Vfs / (2^N − 1))와 업데이트 주기(1/fs)도 추가로 표시합니다. 이는 오디오 DAC 설계, 파형 생성기, 제어 루프 출력에 매우 중요한 정보입니다. 모든 계산은 브라우저에서 클라이언트 사이드로 처리되며 데이터가 서버로 전송되지 않습니다.
주요 기능
- 표준 공식 6.02N + 1.76 dB를 사용하여 모든 비트 해상도의 이상적 SNR 계산
- 측정된 SINAD 입력으로 ENOB = (SINAD − 1.76) / 6.02 계산
- mV 또는 µV 단위의 LSB 크기, 양자화 노이즈 RMS, dBFS 단위의 양자화 노이즈 표시
- 나이퀴스트 주파수 및 nV/√Hz 단위의 입력 환산 노이즈 밀도 표시
- DAC 모드: 스텝 전압 및 업데이트 주기 추가 출력
- 샘플링 속도 단위 선택 — kSPS, MSPS, GSPS
- 실제 장치 ENOB 계산을 위한 선택적 SINAD 입력 지원
- 100% 클라이언트 사이드 처리 — 변환기 사양이 브라우저 밖으로 전송되지 않음
자주 묻는 질문
ADC의 이상적 SNR 공식은 무엇인가요?
N비트 완벽한 ADC의 이상적 SNR(신호 대 잡음비)은 SNR = 6.02 × N + 1.76 dB입니다. 이는 유일한 노이즈 원인이 균일한 양자화 노이즈이고 입력 신호가 풀 스케일 사인파라고 가정합니다. 해상도가 1비트 추가될 때마다 SNR이 약 6dB 향상됩니다.
ENOB란 무엇이고 어떻게 계산하나요?
ENOB(유효 비트 수)는 양자화뿐만 아니라 모든 노이즈와 왜곡을 고려한 실제 변환기의 유효 해상도를 측정합니다. SINAD(신호 대 잡음 및 왜곡비)에서 ENOB = (SINAD − 1.76) / 6.02로 계산됩니다. ENOB가 공칭 비트 수보다 낮으면 고조파 왜곡, 클럭 지터, 열 노이즈 등이 이론적 한계 이하로 성능을 저하시키고 있음을 의미합니다.
SNR과 SINAD의 차이는 무엇인가요?
SNR은 신호 전력 대 노이즈 전력의 비율로, 일반적으로 고조파를 제외합니다. SINAD(신호 대 잡음 및 왜곡)는 분모에 노이즈와 고조파 왜곡 성분을 모두 포함합니다. 따라서 SINAD는 항상 SNR과 같거나 더 나쁩니다. 완벽한 ADC에서는 SNR과 SINAD가 같지만, 실제 장치는 비선형성으로 인한 고조파 때문에 차이가 발생합니다.
양자화 노이즈란 무엇이고 얼마나 큰가요?
양자화 노이즈는 ADC가 입력을 가장 가까운 이산 레벨로 반올림하기 때문에 발생합니다. 균일 양자화기의 경우 양자화 노이즈 RMS는 LSB / √12입니다. dBFS 단위로는 풀 스케일 사인파 입력에 대해 −(6.02N + 1.76) dB로, 이상적 SNR의 음수값과 동일합니다. 양자화 노이즈를 줄이려면 비트 해상도를 높이거나 디더링을 적용해야 합니다.
ADC 선택에서 나이퀴스트 주파수가 왜 중요한가요?
나이퀴스트-샤넌 샘플링 정리에 따라 ADC는 샘플링 속도의 절반(나이퀴스트 주파수)까지의 신호만 올바르게 표현할 수 있습니다. 이 주파수를 초과하는 입력 신호는 기저대역으로 앨리어싱되어 잘못된 주파수 성분으로 나타납니다. 샘플링 전에 나이퀴스트 주파수 이상의 신호를 감쇠하기 위해 ADC 앞에 안티 앨리어싱 필터를 배치해야 합니다.
노이즈 밀도는 시스템 설계에 어떻게 도움이 되나요?
입력 환산 노이즈 밀도(nV/√Hz)는 ADC 노이즈 플로어를 대역폭으로 정규화하여 표현합니다. 엔지니어가 특정 신호 대역폭에 대한 총 통합 노이즈를 계산할 수 있게 합니다: 총 노이즈 = 노이즈 밀도 × √(대역폭). 다른 샘플링 속도를 가진 ADC를 공정하게 비교하고 신호 체인의 노이즈 예산을 설정하는 데 유용합니다.
DAC 스텝 크기란 무엇이고 왜 중요한가요?
DAC 스텝 크기(LSB 전압이라고도 함)는 DAC가 생성할 수 있는 최소 출력 전압 변화: Vfs / (2^N − 1)입니다. 최소 제어 해상도를 결정합니다. 오디오 DAC의 경우 스텝 크기가 작을수록 더 세밀한 볼륨 제어가 가능합니다. 제어 루프의 경우 최소 액추에이터 명령 증분을 설정합니다. 스텝 크기는 INL, DNL 같은 정적 선형성 사양과도 관련됩니다.
고속 ADC의 일반적인 ENOB 손실은 얼마나 되나요?
고속 ADC(100 MSPS 초과)는 주로 입력 환산 지터와 어퍼처 불확실성으로 인해 공칭 해상도보다 0.5~2비트의 ENOB 손실이 일반적입니다. 예를 들어 1 GSPS에서 동작하는 12비트 ADC는 실제로 9~10 ENOB만 달성할 수 있습니다. 이것이 ADC 데이터시트에서 공칭 비트 수 외에 항상 ENOB와 SINAD를 명시하는 이유입니다.