Total Harmonic Distortion Plus Noise

总谐波失真，是运放精度的评价标准，通常失真越小越好。通常使用一个纯净的正弦信号送入运算放大器中（OPAMP），由于集成运放实际是由很多三极管或场效应管组成的，因此无法避免的会引入热噪声和本征噪声。

输出端不会输出一个纯净的正弦信号，信号除了在fff处的基频信号外，在整数倍fff的地方还存在一些高次谐波，用公式表达THD+N为

THD+N=∑HarmonicVoltages+NoiseVoltagesTotalOutputVoltage×100%THD+N=\frac{{\sum{{HarmonicVoltages+NoiseVoltages}}}}{{TotalOutputVoltage}}\times 100\%THD+N=TotalOutputVoltage∑HarmonicVoltages+NoiseVoltages×100%

在测试THD时必须表明测试的条件，即负载，频率，增益，幅度值等通常频率为1Khz。THD是以百分比的形式出现的，如图基频信号占据了整个频谱99%的能量，所以THD+N为1%。

判断一个OPAMP驱动ADC位数

当OPAMP的总谐波失真过大而ADC位数较高时，集成运放的噪声会被ADC采集到信号中，从而直接影响到信噪比（SNR）。而低噪声的OPAMP价格又会很高，因此如何在降低成本的情况下选择合适的OPAMP非常重要。通过参数信号与噪声加失真比（Signal-to-noise and distortion ratio或SINAD）

SINAD=20log⁡基频信号的能量噪声和谐波信号的能量SINAD=20\log \frac{{基频信号的能量}}{{噪声和谐波信号的能量}}SINAD=20log噪声和谐波信号的能量基频信号的能量

其实THD和SINAD是一个倒数的关系，只不过一个以百分比为单位，一个以dB为单位。假设以OPA365为例，数据手册得到在1Khz输入频率，负载在600R，输出摆幅为4V，增益为1时的THD+N为0.0004%，首先通过公式求出SINAD

SINAD=20log⁡10.000004=108dBSINAD=20\log \frac{1}{{0.000004}}=108dBSINAD=20log0.0000041=108dB

在通过一个经验公式ENOB（Effective Number Of Bits）

ENOB=(SINAD−1.76)6.02ENOB=\frac{{(SINAD-1.76)}}{{6.02}}ENOB=6.02(SINAD−1.76)

可以求出约为17.6位，因此OPA365可以驱动16位的ADC。

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