SAR ADC采样结束，VREF/GND接入问题

camel_lcz

RT，lz在设计传统切换方式的SAR ADC，采样结束后CDAC下极板由VI切换到VREF/GND，由于VREF/GND接入时刻存在差异，CDAC上极板电压会超出电源轨。

求教怎样避免这一问题，谢谢！

hsly

分析下来，应当是你Vref先接入后比较器输入端的电位计算有误，此时的状态以上半部分为例，应当是4C接Vref，2C、C、C此时还是接vip，则通过电荷守恒，正输入端的电位Vx应当是Vcm-0.5Vip+0.5Vref。即便是最恶劣的Vip=0也不会存在Vx过电源轨的情况。

chungming

Vcm-Vip>0的状况, 应该是Gnd接入, 不会有超过Vdd的状况, (假设Vref永远小于 or 等于VDD). 这是先比较, 再决定接Vref或是Gnd的结构.

camel_lcz

   

chungming 发表于 2025-10-10 08:28
Vcm-Vip>0的状况, 应该是Gnd接入, 不会有超过Vdd的状况, (假设Vref永远小于 or 等于VDD). 这是先比较, 再决 ...

感谢回复！这种方式是需要引入一个比较器，比较在采样结束时刻Vip和Vin的电压，再调节延时，控制Vref和Gnd的接入顺序吗？

这样是否会引入额外的功耗等代价呢

chungming

   

camel_lcz 发表于 2025-10-10 09:04
感谢回复！这种方式是需要引入一个比较器，比较在采样结束时刻Vip和Vin的电压，再调节延时，控制Vref和Gn ...

不太理解你的意思, 原则上比较器就是SAR自带的那个比较器, 没又需要再额外引入新的比较器. Sampling 完之后, 不是先翻CDAC, 而是比完后, 才知道要翻Vref 还是 GND.

camel_lcz

   

chungming 发表于 2025-10-10 15:52
不太理解你的意思, 原则上比较器就是SAR自带的那个比较器, 没又需要再额外引入新的比较器. Sampling 完之 ...

前辈给出的办法可以很好地解决超出电源轨问题。不过这里如题图所示，是上极板接共模电平并连接到比较器输入，下极板采样输入电压。采样结束后不能直接比较得到输入端的大小，所以需要一个额外比较器？



另外您的方法下，是否采样结束后需要一个额外的周期进行比较？

chungming

   

camel_lcz 发表于 2025-10-11 09:39
前辈给出的办法可以很好地解决超出电源轨问题。不过这里如题图所示，是上极板接共模电平并连接到比较器输 ...

了解, 他的top plate是接vcm, 看了一下, 你有个地方好像有点怪怪的, 当vref接入时, 应该是+1/2*vref, 不是+vref喔.

camel_lcz

明白了！我的切换顺序有问题，采样结束先把所有Vip断开，再接入Vref/Gnd，导致CDAC有一部分电容悬空，上极板电压变化超过Vref/2了。

应该在保持其他电容接Vip的情况下，先完成一部分电容从Vip到Vref的切换这样。

初次接触ADC，感谢两位前辈指教！