关于CDS的噪声折叠问题

cj_Dong

   大家好，最近看了一些分析开关电容电路中噪声的论文，发现在采用CDS减小等效输入低频噪声和offset时，噪声的降低最终是被折叠进低频的噪声限制的。考虑到开关电容电路的settling，一阶低频滤波的带宽是高于开关频率（也就是采样频率），所以高频的热噪声和1/f噪声都会被混叠到带内，导致噪底的上升。    那么，CDS或者Auto zero作为噪声降低技术，应该怎么设计才能保证其对低频噪声的降低效果要超过噪声混叠的效果，从而实现总噪声的降低呢？

ericking0

我认为，如果单看采样部分，带宽肯定时远远高于开关频率的；
但是如果看整个系统的带宽呢？CDS把flick noise弄到开关频率去了，自然时靠整个系统去滤掉在他的；
另外，我认为CDS/Chopper/DEM这类技术，本质上并没有改变噪声的总能量，只是把噪声的频谱进行了搬移，从而让一些噪声能够通过后续的低通之类的东西给滤除掉；

在回到你的具体问题：
1. 无论是否有CDS，质押奥一采样，整个频带内的噪声都会被混叠回来；
2. CDS只是把低频的flick noise和开关频率处的thermal noise从频谱上调换了一下而已，划不划算？肯定划算啊；先不论flick noise的谱密度比thermal noise高，就算flick noise很小，thermal noise时全频带的，其实时低频的flick+thermal换高频的thrermal啊；

cj_Dong

ericking0 发表于 2020-9-11 08:41
我认为，如果单看采样部分，带宽肯定时远远高于开关频率的；
但是如果看整个系统的带宽呢？CDS把flick nois ...

您说的意思是低频的热噪和flicker noise一起被减小了，这个减小的程度是大于高频热噪混叠进低频的程度的。那么这个是否需要根据运放噪声的转折频率以及运放带宽来考虑CDS采样频率的问题呢？因为混叠进基带的高频噪声是无法通过后续低通滤波滤除的。这样看来的话，对于一个规定了采样频率和带宽的系统而言，其信噪比是被采样混叠所限制的。

ericking0

cj_Dong 发表于 2020-9-12 16:51
您说的意思是低频的热噪和flicker noise一起被减小了，这个减小的程度是大于高频热噪混叠进低频的程度的 ...

我的意思时高频只有热噪；低频既有热噪，又有flick；
高低频换从噪声来看大致不会亏的；
这点你的描述没有问题；

不过你后面的那句“对于一个规定了采样频率和带宽的系统而言，其信噪比是被采样混叠所限制的”我感觉和CDS本身没啥关系啊？