Давайте рассмотрим показатель шума более подробно. Некоторые параметры могут быть неоднозначными, так низкий показатель шума далеко не всегда гарантирует более низкий уровень шумов готового решения на АЦП.

            Показатель шума удобно использовать, когда нужно проанализировать динамические параметры каскадных сигнальных цепей. При 4-кратном увеличении сопротивления источника (сигнала) показатель шума улучшается на 6дБ, но увеличение сопротивления приведет к увеличению Джонсоновского шума на входе преобразователя. С большим сопротивлением источника сигнала или при амплитуде сигнала более чем в половину входного диапазона аналоговой части устройства (трансформатора или усилителя), шумы в заданной полосе становится все сложнее подавлять, что в итоге приводит к ухудшению характеристик преобразователя.

В чем причина этого явления? При падении диапазона входного сигнала необходимо увеличивать коэффициент усиления. На бумаге все выглядит отлично, однако КУ трансформаторов значительно сильнее зависит от ширины полосы пропускания, чем КУ усилителей. Таким образом, при оптимизации шумовых характеристик схем, использующих трансформаторы с высоким КУ, изготовление значительно усложняется для схем с промежуточными частотами (или частотами интермодуляции) более 100 МГц.

            У усилителей похожие проблемы: по мере увеличения усиления возрастает как полезный сигнал, так и шум, что  приводит к ухудшению характеристик преобразователя. Для сохранения характеристик приходится использовать антиалайзинговые фильтры высоких порядков на пассивных цепях, что ведет к потерям.

            При проектировании входных цепей преобразователя необходимо помнить о спектральной плотности шума (СПШ). Обычно СПШ приводится в нВ/√Гц, характеристика СПШ — крайне важный параметр преобразователя, так как шум будет преобразован при переходе в дискретную область для выделения и съема полезного сигнала в заданной полосе.

            Резюмируя, можно порекомендовать поддерживать амплитуду сигналов максимально близкой к полной величине входного или выходного диапазона элементов посредством добавления усилителей там, где требуется. Ослабление, наложение или сопротивление — плохие компромиссы с точки зрения показателя шума в сигнальных цепях, так как это  либо потери мощности, либо увеличение шума от резисторов.

 Rob Reeder, Analog Devices