SAR ADC 比较器

.c同学

SAR ADC中，DAC电容阵列的输出，即比较器的输入之差已经小于0.5LSB了，比较器的比较结果还重要吗？误判的话对ADC性能有什么影响？

amodaman

这时候输入信号小于量化误差了，如果比较器是零失调的话，当然就不代表任何意义了。但是比较器总是会有offset的，这时候比较器输出的结果仍然能说明比较器对整体ADC信噪比的影响。在仿真比较器offset的testbench中，输入信号大都是这样给的，然后通过统计计算比较器正确翻转的概率密度函数，从而推导出比较器的offset。

行三米

理想的ADC量化误差范围为0.5lsb。如果你的比较器不能分辨0.5lsb的误差，那就意味着你的量化误差在增加。所以信噪比也是要下降的。

行三米

理想ADC的量化误差是±0.5lsb。如果误差已经小于0.5lsb，这时不能分辨没什么影响。
如果不能分辨0.5lsb以上的误差就会影响SNR。

fightshan

amodaman 发表于 2020-7-30 10:39
这时候输入信号小于量化误差了，如果比较器是零失调的话，当然就不代表任何意义了。但是比较器总是会有of ...

对于这种每个周期产生1bit比较结果的sar逻辑，offset不会对ADC的动态性能有任何影响吧？因为offset是固定的啊，相当于你可以认为比较器是零失调，但输入信号有个整体偏移，这为什么会影响ADC的性能？
另外，比较器的offset仿真有那么复杂么？比较器差分输入一个慢斜坡信号和一个固定信号，输出翻转时刻的差分输入值就是offset，用蒙特卡洛统计一定次数的结果就能知道比较器offset的情况了。

ZZW_semic

fightshan 发表于 2020-7-30 14:52
对于这种每个周期产生1bit比较结果的sar逻辑，offset不会对ADC的动态性能有任何影响吧？因为offset是固定 ...

agree.

amodaman

fightshan 发表于 2020-7-30 14:52
对于这种每个周期产生1bit比较结果的sar逻辑，offset不会对ADC的动态性能有任何影响吧？因为offset是固定 ...

Offset有静态的部分，也有动态的部分，来源于开关和Latch的动态过程中不均衡的部分。

Offset的仿真方法，确实不止一个，文献中有那么几个不同的方式方法。看你用哪一个来仿真，时间和复杂度精确度也是不一样的。

.c同学

amodaman 发表于 2020-7-30 10:39
这时候输入信号小于量化误差了，如果比较器是零失调的话，当然就不代表任何意义了。但是比较器总是会有of ...

您说的“在仿真比较器offset的testbench中，输入信号大都是这样给的，然后通过统计计算比较器正确翻转的概率密度函数”不太明白，有相关参考论文吗？另外对于比较器出现这种误判情况，有什么优化方法吗

amodaman

.c同学 发表于 2020-7-30 19:45
您说的“在仿真比较器offset的testbench中，输入信号大都是这样给的，然后通过统计计算比较器正确翻转的 ...

比较器的动态offset本身就是应该从统计的角度去评估的，所以对于幅度很小的输入信号，不是比较器正确反转或者误反转一两次就说明什么误判了。这里面没有误判。如果把比较器的翻转概率密度函数归一化的话，那么这应该是一条通过原点的直线，斜率为1. 也就是说offset的均值为0，标准方差为1. 偏离这个归一化的理想曲线到了什么程度，就是评估比较器实际offset的结果。 在设计实践中也是应该通过这样的方法来评估的。如附图，一个简单的比较器的仿真数据通过MATLAB处理后得到的offset评估结果。

.c同学

amodaman 发表于 2020-7-31 11:22
比较器的动态offset本身就是应该从统计的角度去评估的，所以对于幅度很小的输入信号，不是比较器正确反 ...

最后计算所得的mean值就是比较器的offset是吗？