有効ビット数

有効ビット数( ENOB ) は、アナログ-デジタル コンバータ (ADC)、デジタル-アナログ コンバータ、またはそれらの関連回路のダイナミック レンジの尺度です。ADCの解像度は、アナログ値を表すために使用されるビット数によって指定されます。理想的には、12 ビット ADC の有効ビット数はほぼ 12 になります。ただし、実際の信号にはノイズがあり、実際の回路は不完全であるため、追加のノイズと歪みが発生します。これらの不完全性により、ADC の精度のビット数が減少します。ENOB は、システムの有効解像度をビット単位で表します。ADC の解像度が 12 ビットであっても、システムで使用される有効ビット数は 9.5 である可能性があります。

ENOB は、サンプル アンド ホールド アンプなどの他のブロックの品質測定にも使用されます。したがって、アナログ ブロックが信号チェーンの計算に含まれる場合があります。ブロック チェーンの合計 ENOB は通常、最も品質の悪いブロックの ENOB よりも低くなります。

信号コンバータの ENOB が保証される周波数帯域は有効分解能帯域幅と呼ばれ、動的量子化の問題によって制限されます。たとえば、ADC にはアパーチャの不確実性があります。実際の ADC が入力のサンプルを取得する瞬間は、サンプルごとに異なります。入力信号が変化するため、その時間変化は出力変化に変換されます。たとえば、ADC は 1 ns 遅れてサンプルすることがあります。入力信号が 1,000,000 ラジアン/秒 (約 160 kHz) の 1 V 正弦波である場合、入力電圧は 1 MV/s も変化する可能性があります。1 ns のサンプリング時間誤差は、約 1 mV のサンプリング誤差 (10 番目のビットの誤差) を引き起こします。周波数が 100 倍速くなると (約 16 MHz)、最大誤差は 100 倍大きくなり、1 V 信号で約 100 mV になります (3 番目または 4 番目のビットの誤差)。^[指定]

ENOBのよく使われる定義は^{[1]である。}

${\displaystyle \mathrm {ENOB} ={\frac {\mathrm {SINAD} -1.76}{6.02}},}$

どこ

• ENOBはビット単位で表されます
• SINAD (信号、ノイズ、歪み) は、信号の品質を dB で示す電力比です。
• 除数の6.02項はデシベル（log10_{表現）をビット（ log2}表現）に変換する。^[注1]
• 1.76という項は理想的なADCの量子化誤差から生じます。^[3]

この定義は、ENOB ビットのワード長を持つ理想的な ADC または DAC の SINAD を、テスト対象の ADC または DAC の SINAD と比較します。

• Texas Instruments の ENOB に関するビデオ チュートリアル
• 有効ビット数 (ENOB) (PDF) 2011 年 4 月Rohde & Schwarz - このアプリケーション ノートでは、オシロスコープの ENOB を測定する方法について説明します。