我的ADC频谱中的谐波分量来自哪里？

dannyduan

我现在用一个sar ADC处理一个1KHz左右的信号，ADC和前端buffer的电源都是有LDO供电(外挂电容1uF和10nF)；仿真的时候输入加上1KHz的正弦信号，100KHz采样频率；在蒙特卡洛仿真发现，有些sead的ENOB很差，但是buffer输出(ADC输入)的ENOB没有变差，仍然能在13bits以上，后面我把ADC和buffer的电源换成理想电源不用LDO供电，就没有这些问题了，那问题应该出在电源上。
比如频谱图上能看到MC=2的case里，有fs/2-fn的谐波，但是时许波形图上LDO供电的情况下，并不能看到LDO的输出在MC=2case和别的有什么异常，下面的图中展示出MC=1和MC=2两种情况，上面的正弦波形是ADC输出后用理想DAC转换回来的波形，下面是LDO的输出波形，右面是MC=2的频谱图。大家有遇到过这方面的问题吗？

gitarrelieber

code粘连是很明显SAR算法在某个bit的时候判断错误，导致后续所有bit再也无法恢复到正确的值。这个SAR应该没有加redundancy。

dannyduan

大家有没有相关的文章推荐一下？找出这个谐波来自何处？

gitarrelieber

Reference Voltage是从LDO来的么？

dannyduan

gitarrelieber 发表于 2020-12-23 12:10
Reference Voltage是从LDO来的么？

是的，reference和电源都是来自于LDO的输出。
这个有关系吗？我看到LDO的输出纹波没有很大

nanke

（1）源头应该不是是ld纹波.
信号幅度800mVpp，ldo纹波幅度0.2mVpp，而sfdr-40db。
（2）可能是时钟
根据频谱可以推算谐波是fs/2±fin，fs/2正好是时钟频率的一半

大胆猜想是buffer或ADC没抑制共模导致的。
理想电源和实际ldo差异：ldo输出不一样！

另外，这个ldo offset也太大了吧？

dannyduan

nanke 发表于 2020-12-23 15:01
（1）源头应该不是是ld纹波.
信号幅度800mVpp，ldo纹波幅度0.2mVpp，而sfdr-40db。
（2）可能是时钟

你是指共模抑制出现了问题？有的MC case LDO输出电压比MC=2 case（图中所示）更低也没有问题。

Buffer出来的频谱我看了，并没有这个谐波，那应该是ADC本身的offset导致的这个问题，时钟是用的理想时钟源加上内部分频电路，应该是稳定的。
想请教一下SAR ADC的共模怎么仿真？

LDO 的输出偏差30mV 是有点大，不过还好吧

gitarrelieber

dannyduan 发表于 2020-12-23 14:07
是的，reference和电源都是来自于LDO的输出。
这个有关系吗？我看到LDO的输出纹波没有很大

ADC的Reference很重要的，接VDD肯定有点太拖大了。即使LDO很干净，也不能用来做Reference。Reference要直接接到Bandgap上。

gitarrelieber

看瞬态响应的图，相邻sample的code有粘连现象。一个code会持续好几个sample。你确定VDD是理想的情况下，ADC能正常工作？感觉有可能是VDD太低了。VDD高一些的蓝线就好一些。

dannyduan

gitarrelieber 发表于 2020-12-23 18:43
ADC的Reference很重要的，接VDD肯定有点太拖大了。即使LDO很干净，也不能用来做Reference。Reference要直 ...

感觉不像是LDO引起的，因为有的MC seed的结果，ADC的sfdr就还不错，然后观察了LDO的电压波形，正常好的结果和差的结果，LDO纹波上没有差别。