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标题: SD Modulator积分器输出幅值超出范围 [打印本页]

作者: naga_mei 时间: 2023-4-22 18:20
标题: SD Modulator积分器输出幅值超出范围
最近做一个SDM，second order CIFF结构，按照simulink仿真参数，在simulink上每一级积分器输出幅值都不到0.4，转到cadence用理想器件建模积分器输出幅值超过直接到了用vcvs搭的全差分运放的上限，对此很不理解，请问是什么原因呢？
下图附上第一第二级积分器输入输出和vcvs搭建的运放理想模型。

作者: gtfei 时间: 2023-4-23 10:02
1、检查运放差分输出是否正常建立
2、检查调制器系数是否和建模匹配
3、检查比较器是否正常工作
4、检查前馈求和点是否正常
5、检查每级采样积分时序是否正常

作者: 满嘴谗言 时间: 2023-4-23 13:01
支持SDM后续求解~

作者: naga_mei 时间: 2023-4-24 12:03

gtfei 发表于 2023-4-23 10:02
1、检查运放差分输出是否正常建立
2、检查调制器系数是否和建模匹配
3、检查比较器是否正常工作

目前发现可能是我仿真设置存在问题，之前因为仿真不收敛按照网上教程添加了cmin和更改了iabstol等参数，把各参数调回默认值后降低仿真accutacy defaults 可以得出输入输出波形与simulink仿真大体相同的结果。可是仿真出的结果SNDR依然与simulink仿真结果有很大差距，检查调制器系数与建模匹配，请问还有可能是什么其他原因吗？

作者: gtfei 时间: 2023-4-24 14:31

naga_mei 发表于 2023-4-24 12:03
目前发现可能是我仿真设置存在问题，之前因为仿真不收敛按照网上教程添加了cmin和更改了iabstol等参数， ...

积分器饱和的问题解决了吗？目前的每级输出最大幅值能否和建模对应？
解决了之后，SNDR差是另一个问题了：频谱分析是底噪大了还是谐波大了？是否满足相干采样，求解SNDR设置是否正常，运放增益带宽和压摆率是否足够？等等

作者: naga_mei 时间: 2023-4-24 15:17

gtfei 发表于 2023-4-24 14:31
积分器饱和的问题解决了吗？目前的每级输出最大幅值能否和建模对应？
解决了之后，SNDR差是另一个问题了 ...

积分器饱和问题目前解决，发现第二级积分器输出与建模无法对应。有一点疑惑，cadence仿真时Vdd=1.8，输入幅值同建模相等值为0.5，此时Vcm=0.9，vref+和vref-分别设置为1.4和0.4，不知如此设置是否正确呢？(我看有些说法vref+和vref-设为vdd和gnd，仿真时发现此值对第一级积分器输入输出幅值有影响)

作者: gtfei 时间: 2023-4-24 16:41

naga_mei 发表于 2023-4-24 15:17
积分器饱和问题目前解决，发现第二级积分器输出与建模无法对应。有一点疑惑，cadence仿真时Vdd=1.8，输入 ...

反馈值也是有系数得，你更改反馈值大小，你得看看系数值要不要跟着调

作者: naga_mei 时间: 2023-4-24 17:29

gtfei 发表于 2023-4-24 16:41
反馈值也是有系数得，你更改反馈值大小，你得看看系数值要不要跟着调

请问反馈值是指DAC反馈系数吗，我看同种结构的文献DAC反馈的系数与第一级integrator积分系数取相同的值，我也采用了相同的结构（具体与此图相似)。或者是更改vref+和vref-值的大小么，更改这个值后第一级第二级积分器输出幅度与simulink仿真并不对应并且明显大于simulink仿真，其他系数在simulink仿真中并不需要改变。。

作者: gtfei 时间: 2023-4-24 17:49
本帖最后由 gtfei 于 2023-4-24 17:52 编辑

naga_mei 发表于 2023-4-24 17:29
请问反馈值是指DAC反馈系数吗，我看同种结构的文献DAC反馈的系数与第一级integrator积分系数取相同的值， ...

按照你说的，假设改变VREFP/VREN值，而反馈系数保持不动
1、VREFP=1.4 VREFN=0.4 反馈系数=K 反馈量=±1*K
2、VREFP=1.8 VREFN=0.0 反馈系数=K 反馈量=±1.8*K
你最终的反馈量都变了，也就是每次积分进来的值都变了，输出能不变么？
传递函数推导的时候默认vref是±1，如果你改变了vref的±值，那么你得调系数凑回来

作者: naga_mei 时间: 2023-4-24 18:19

gtfei 发表于 2023-4-24 17:49
按照你说的，假设改变VREFP/VREN值，而反馈系数保持不动
1、VREFP=1.4 VREFN=0.4 反馈系数=K 反馈量= ...

您说的对，改变VREFP/VREN值，而反馈系数保持不动，积分器输出量肯定是会跟着变的。虽然传递函数推导的时候默认vref是±1，如果在cadence仿真中想将vref设置为对应±1的默认值，应该设为多少呢？如果改变了vref的±值，simulink该如何仿真调系数呢？

作者: gtfei 时间: 2023-4-24 18:45

naga_mei 发表于 2023-4-24 18:19
您说的对，改变VREFP/VREN值，而反馈系数保持不动，积分器输出量肯定是会跟着变的。虽然传递函数推导的时 ...

按反馈量等价就行了，只有最终的反馈才是积分器实际处理的信号值：

假设建模时vref=±1，反馈系数C1=0.5，则反馈量为±0.5
对应仿真时：
1、VREFP=1.4，VREPN=0.4，积分器求和反馈系数K=0.5，则反馈量为±0.5
2、VREFP=1.8，VREFN=0，为保证反馈量为±0.5，积分器求和反馈系数需要调整为0.5/1.8，同时输入系数b1保持不变，也就是说第一个积分器需要实现两输入不同的积分系数，可参考如下链接中【另一种两输入开关电容积分器】架构实现。
开关电容积分器自建立输入共模分析 - gtfei的日志 - EETOP 创芯网论坛 (原名：电子顶级开发网) -

作者: naga_mei 时间: 2023-4-24 20:52
感谢您的解答，我仿真时就是如您所说设置VREFP=1.4，VREPN=0.4，积分器求和反馈系数K=0.25, 然而积分器输出幅度确实无法与simulink仿真对应，第二级积分器输出幅度达到了0.6-0.7，simulink仿真时只有0.3-0.4。

作者: istart_2002 时间: 2023-9-12 10:42

naga_mei 发表于 2023-4-24 17:29
请问反馈值是指DAC反馈系数吗，我看同种结构的文献DAC反馈的系数与第一级integrator积分系数取相同的值， ...

这前馈电容210、315、630f的电容是怎么确定的啊？

作者: naga_mei 时间: 2023-9-18 12:55

istart_2002 发表于 2023-9-12 10:42
这前馈电容210、315、630f的电容是怎么确定的啊？

用matlab仿真得到的

作者: istart_2002 时间: 2023-9-20 14:47

naga_mei 发表于 2023-9-18 12:55
用matlab仿真得到的

仿真之前随便试的电容值？

作者: 干饭王 时间: 2023-11-7 14:01
请问一下楼主，用VCVS搭的理想全差分，他那个压摆率怎么体现出来

作者: wandola 时间: 2023-11-7 15:37
首先仿真ac 模型对不对的上啊

作者: buxiangwanla 时间: 2024-4-17 21:57

naga_mei 发表于 2023-4-24 15:17
积分器饱和问题目前解决，发现第二级积分器输出与建模无法对应。有一点疑惑，cadence仿真时Vdd=1.8，输入 ...

请问积分器饱和是怎么解决的？我现在仿真第二级积分器也输出饱和了，求解答一波。

作者: lws2003 时间: 2024-4-17 22:17
是ct还是dt？积分器建议直接用IdealDevices的Opamp_Gm

作者: zhuyxgd 时间: 2024-4-21 19:22
请问您的问题解决了吗,vrefp、vrefn怎么确定的呀

作者: w453 时间: 2024-5-29 15:54
SD Modulator积分器输出幅值超出范围，插眼关注

作者: blue810204 时间: 2024-6-6 17:30

干饭王发表于 2023-11-7 14:01
请问一下楼主，用VCVS搭的理想全差分，他那个压摆率怎么体现出来

可以直接仿真摆率

作者: 小磊IC 时间: 2025-2-10 14:42

gtfei 发表于 2023-4-24 18:45
按反馈量等价就行了，只有最终的反馈才是积分器实际处理的信号值：

假设建模时vref=±1，反馈系数C1=0.5 ...

您好，看到这个帖子感觉您说的很清晰了。但是我有个小问题想请教一下，就说您说的是按照建模值±1去决定电路的反馈系数了，我现在想逆向做一下，就是我现在电路确定了是Vrefp=1.8 Vrefn=0，反馈系数比如是K，那么在simulink中我如果反馈系数也是K不变，DAC出来的结果是±1，那么是不是应该在DAC出来的结果再乘个系数，那么这个系数K2应该怎么确定呢？就是图中所示。

作者: gtfei 时间: 2025-2-10 15:05

小磊IC 发表于 2025-2-10 14:42
您好，看到这个帖子感觉您说的很清晰了。但是我有个小问题想请教一下，就说您说的是按照建模值±1去决定 ...

凑反馈的绝对电压值就行了，你VREFP=1.8 VREFN=0 系数K，那么你电路得到的绝对反馈电压值为±1.8*K
现在ADC-DAC模块输出为±1，系数K*K2，绝对反馈电压值为±K*K2
则K2=1.8

作者: 小磊IC 时间: 2025-2-10 15:19

gtfei 发表于 2025-2-10 15:05
凑反馈的绝对电压值就行了，你VREFP=1.8 VREFN=0 系数K，那么你电路得到的绝对反馈电压值为±1.8*K
现在A ...

感谢您的回复，但是我实际在simulink中尝试了一下，当我K2设置为1.8后，精度就下降很多了，不知道为什么，另外电路中共模电平是0.9V，电源是1.8V。

作者: gtfei 时间: 2025-2-10 17:48

小磊IC 发表于 2025-2-10 15:19
感谢您的回复，但是我实际在simulink中尝试了一下，当我K2设置为1.8后，精度就下降很多了，不知道为什么 ...

反馈值大了导致精度下降，优先查看各级积分器是否输出饱和/异常，同步检查输出VIN系数和通路系数是否和电路一致

作者: 小磊IC 时间: 2025-2-10 17:58

gtfei 发表于 2025-2-10 17:48
反馈值大了导致精度下降，优先查看各级积分器是否输出饱和/异常，同步检查输出VIN系数和通路系数是否和电 ...

非常感谢，在simulink中我把积分器中的饱和电压从1V提高到了1.4V之后就变高了，84dB，那么我想问一下，这个simulink中的REAL Integrator模块的这个饱和电压这个参数，填多少呢，是直接填VDD（1.8）还是说如果说根据电路比如说VDD-Vdsat。

作者: gtfei 时间: 2025-2-12 10:48

小磊IC 发表于 2025-2-10 17:58
非常感谢，在simulink中我把积分器中的饱和电压从1V提高到了1.4V之后就变高了，84dB，那么我想问一下，这 ...

理论上可以根据你的实际电路摆幅决定积分器最大饱和电压，按照你1.8V的供电，积分器的饱和电压最大1.8V，但是一般设计上需要保证冗余，实际积分器瞬态下能达到的最大值建议不超过饱和值的80%，不然运放的THD比较恶劣，影响通路性能。

作者: 解大宝 时间: 2025-2-12 10:58

gtfei 发表于 2025-2-12 10:48
理论上可以根据你的实际电路摆幅决定积分器最大饱和电压，按照你1.8V的供电，积分器的饱和电压最大1.8V， ...

学习了，请问老哥能否看下我的关于调制器三次谐波的问题？

作者: gtfei 时间: 2025-2-14 17:50

解大宝发表于 2025-2-12 10:58
学习了，请问老哥能否看下我的关于调制器三次谐波的问题？

不好意思，看了你的贴子，对于你提出的问题不是很了解。

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