SAR ADC逐次逼近偏离共模电平

LDDD1997

       各位大佬，麻烦问一下。如图，红色曲线为比较器时钟，低电平比较，逻辑电路在比较器的上升沿对比较器输出采样。仿真发现，SAR ADC在逐次逼近的过程中，发现切换的电压值不准确（理论上第一次 第二次切换的的电压量分别为125mV 62.5mV），检查了一下，vcm和gnd的值传到电容阵列时，都是精确的。不知道问题出现在了哪里，请教各位大佬。

LDDD1997

我的电容阵列，工模电平恒定为500 mV。

方块forever

输出频谱出问题了吗？从图上看还好。你的电容是理想电容吗？只要每次DAC动作的电压是按两倍的比例在动就好了（绝对值不关键，相对值更重要）。

xizh

电容阵列上有寄生电容，可能来自开关或者比较器输入管，会对DAC翻转电压有衰减， 途中差分值为240.5mV和120.04mV衰减系数基本一致。

LDDD1997

   

方块forever 发表于 2021-7-11 21:13
输出频谱出问题了吗？从图上看还好。你的电容是理想电容吗？只要每次DAC动作的电压是按两倍的比例在动就好 ...

   图中这个是3位的电容阵列。我在仿真8位时，自己手动计算了一下，发现第四位的量化结果就不对了，所以没进行FFT分析。电容是smic18 1P6M的mim电容。你说的按电压比例变化，是指第n次量化和第n+1次量化要成比例的意思吗？但从图中看，前两次DAC动作的电压没按比例变化。    我在设计电容阵列上每一位电容连接开关时，都用到了2对5u/0.18 10u/0.18u 和一个5u/0.18u的管子，DAC网络最大的电容是500f，我的VDD是1v。另外，用到的比较器是4输入比较器。所以想请教一下，我的开关设计的合理吗。
   谢谢谢谢！

LDDD1997

   

xizh 发表于 2021-7-12 09:32
电容阵列上有寄生电容，可能来自开关或者比较器输入管，会对DAC翻转电压有衰减， 途中差分值为240.5mV和120 ...

      你好。我用的电容是smic18 1P6M的mim电容，DAC网络上最大的电容是500f。我的VDD是1V，电容阵列上的每一位电容，都连接到了两对5u/0.18u 10u/0.18u的管子，还有一个传GND 5u/0.18u的管子。我做的是NS SAR，需要用到四输入比较器，所以比较器输入管的寄生较大。结合电源电压 电容的大小来说，我这样的开关设计合理吗。
      谢谢谢谢！

xizh

   

LDDD1997 发表于 2021-7-13 09:29
你好。我用的电容是smic18 1P6M的mim电容，DAC网络上最大的电容是500f。我的VDD是1V，电容阵列上的 ...

开关的大小取决于你的设计里面的速度要求，以及开关的精度问题。一般而言，在速度（R足够小）和精度满足的情况下，开关自然是比较小更好，这样clock feedthrough和charge injection也更小一些。

LDDD1997

   

xizh 发表于 2021-7-13 11:41
开关的大小取决于你的设计里面的速度要求，以及开关的精度问题。一般而言，在速度（R足够小）和精度满足 ...

         开关的速度是指在规定的时间内，将传给电容上的电压稳定吗？
         开关的精度是什么意思呢？
         请多多指点！

xizh

   

LDDD1997 发表于 2021-7-13 14:39
开关的速度是指在规定的时间内，将传给电容上的电压稳定吗？
         开关的精度是什么意思呢 ...

开关大，导通电阻小，在规定时间内，建立精度高；但是clock feedthrough和charge injection会变大，影响开关断开后的性能。

LDDD1997

   

xizh 发表于 2021-7-14 16:10
开关大，导通电阻小，在规定时间内，建立精度高；但是clock feedthrough和charge injection会变大，影响 ...

    建立的精度是说逻辑在固定时间内传值的稳定性吗？