14bitADC的DNL和INL仿真

466579614 · 发表于 2021-3-31 17:39:44

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1、问ADC的DNL的仿真要怎么仿？DNL我是给输入一个斜波信号，ADC输出连接一个理想的DAC，输出斜波信号。问？INL仿真搭建也是这样吗？
2、14bit ADC 的DNL INL仿真，14位有16384个码，每个码转换时间约为1.148us，我每个码取4点，总点数就是87920，乘以每次转换时间87920*1.148u，仿真时间要75.23ms！这个根据我短暂仿真估算，要将近一个月！求大家有没有可以缩短的时间方法，或者其他仿真DNL、INL的方法。

466579614 · 发表于 2021-3-31 17:57:57

自己顶一顶顶顶~求问~

david_reg · 发表于 2021-4-1 14:58:22

或许可以考虑两个方法:
1. 如果是Nyquist ADC, 可以通过多个test-bench并行仿真, 每个仿真扫描不同的输入电压范围, 这样可以减少总的仿真时间;
2. 采用通过频域的方法来评估INL, 对于任何bits的ADC所需的点数大约8192点就可以了. 感兴趣的话可以参考一下文献
Simple evaluation of the nonlinearity signature of an ADC using a spectral approach
https://idus.us.es/handle/11441/70452

quantus · 发表于 2021-4-1 20:16:46

首先感谢4楼吐露干货。其次我来补充一些个人的看法：
1. 用每个code4个hit的斜坡信号来测inl，最终精度只有0.25LSB. 对于仿真而言，勉强够，一般inl精度最好在0.1LSB.
2. 四楼说的分段并行的方法可行，但是不一定会快很多，因为14bit要把tran noise开起来仿真结果才比较准确。如果用的C家的工具，可以试着开aps++ 并勾选sampled选项。
3. 用频谱i法来估计inl，如果选800次谐波，那么精度大概在0.15LSB左右。频谱法估计出来的inl相当于是多次码秘密法测试出来的inl的均值，所以这种方法不能捕捉到inl曲线上剧烈的跳变。所以用这种方法得出的inl不能用来反推dnl。这里贴一张真实INL和用20/50/100次谐波估计出来的inl以供参考。

inl_estimation

另外值得吐槽的是这个方法是前NXP法国分部的工程师搞出来的。法国人数学好英语烂是出了名的。这导致他们的文章对那些数学底子不好信号处理基础薄弱的人而言非常晦涩难懂。此外，这些文章里还有公式错误。如果有人对频谱法估计inl有兴趣可以发站内信给我进行讨论。
4. 如果是SAR ADC，其实可以选择性测一些码的inl，具体可以参考TestTimeReductionofSuccessive Approximation Register A/D Converter By Selective Code Measurement。
5. 欢迎讨论，不吝赐教。

novaming · 发表于 2021-4-2 23:36:09

quantus 发表于 2021-4-1 20:16
首先感谢4楼吐露干货。其次我来补充一些个人的看法：
1. 用每个code4个hit的斜坡信号来测inl，最终精度只有 ...

quantus大神好，借此楼有个问题搭车问下？
对于那种incremental ADC，一般由带复位的调制器和数字滤波器组成，ADC的最终性能SNDR和调制器不复位时的SNDR有什么直接关系么？比如调制器本身不复位时，做到某个带宽下90 dB的SNDR，但经过复位和数字滤波后，ADC的SNDR超过了90 dB？IADC处理的一般是直流信号，这玩意用多次采样后复位，用时间换了精度。这东西和普通的NYQ adc测试有区别么？