SAR ADC设计讨论 比较器 输入信号范围

LDDD1997

       请教大家一个问题。SAR ADC中，比较器是p管输入的差分五管预防大级＋动态锁存级。我之前在进行比较器仿真时，输入一端为0.8V，另一端输入一个从0.79V 到0.81V的斜坡信号，比较器就不能正常工作了。所以我的意思是，ADC在进行仿真时，输入信号就给不了0~VDD了吧。VDD = 1V。所以，该怎么确定ADC的输入范围呢。       我用的是smic 0.18um 工艺，VTH绝对值在0.43V左右。

quantus

这是17年biocas里的一篇文章吧。 比较器不用单独仿fft， 就我所见也没人去仿比较器的fft， 因为按通常fft的做法， 输入给正弦， 比较器相当于1bit量化器， 输出时1bit的码流， 除非是过采样， 不然仿出来的fft都是1bit。 通常都是整个sar仿fft。 比较器主要看能不能在规定的时间内分辩0.5lsb的输入电压差。另外可以看看输入噪声的性能。你这个比较器前面接的dac输出的共模点在不停的漂， 所以还要仿几组不同共模点下比较器的性能。

LDDD1997

quantus 发表于 2021-7-20 17:47
这是17年biocas里的一篇文章吧。 比较器不用单独仿fft， 就我所见也没人去仿比较器的fft， 因为按通常fft的 ...

     看图就能知道文章出处，说明大佬文章读的真多。     问题我可能没描述清楚，所以在解释一下。我之前在进行比较器仿真时，输入一端为0.8V，另一端输入一个从0.79V 到0.81V的斜坡信号，比较器就不能正常工作了。所以我的意思是，ADC在进行仿真时，输入信号就给不了0~VDD了吧。VDD = 1V。所以，该怎么确定ADC的输入范围呢。

quantus

LDDD1997 发表于 2021-7-20 21:32
看图就能知道文章出处，说明大佬文章读的真多。     问题我可能没描述清楚，所以在解释一下。我之前 ...

比较器的输入范围要根据dac的输出范围来定. 放大器除了轨到轨的不可能在0到vdd都工作的. 转换过程中开始几bit比较器工作不工作都不重要, 重要的是后面几bit工作不, 所以我建议你看看dac输出最后几bit的共模点变化情况. 从你的描述来看, 你的比较器的输入电压范围应该比较窄, 也许需要调整. 我只能猜测了, 具体工作还是要个人来做. 希望能帮到你.

LDDD1997

quantus 发表于 2021-7-20 21:47
比较器的输入范围要根据dac的输出范围来定. 放大器除了轨到轨的不可能在0到vdd都工作的. 转换过程中开始 ...

比较器的输入范围要根据dac的输出范围来定. 放大器除了轨到轨的不可能在0到vdd都工作的。刚开始学习SAR ADC，读了这段话，我还有一些疑问，希望大佬能够解答。为什么说“转换过程中开始几bit比较器工作不工作都不重要, 重要的是后面几bit工作不”，
我之前在单独进行比较器仿真时，输入范围只能到0到0.8这样。我是8位的电容阵列，VDD=1。所以我在进行SAR ADC FFT时，只把输入给到了0.5±0.3sin。但是仿出来ENOB只有7.2，所以在想是不是由于ADC的输入信号没给到0-1导致的。

quantus

LDDD1997 发表于 2021-7-21 09:58
比较器的输入范围要根据dac的输出范围来定. 放大器除了轨到轨的不可能在0到vdd都工作的。刚开始学习SAR A ...

我描述不准确, 我想说的是, 前几bit转换时, 哪怕比较器的一边因为输入在输入共模范围以外, 比较器的另外一边正常工作, 这样比较器还是能正常进行比较. 你现在比较器的enob不够8, 我建议可以具体看一下是那1bit在哪些情况下会出错. 如果enob是7.2, 应该是最后一bit偶尔出现转换错误. 具体情况还要你自己去观察了.

老尤皮

你说的比较器不能正常工作是什么意思？仿真的时候比较器加时钟了吗？

LDDD1997

老尤皮 发表于 2021-7-21 18:53
你说的比较器不能正常工作是什么意思？仿真的时候比较器加时钟了吗？

仿真的时候加时钟了啊。
就是比较器没有比较功能了。

LDDD1997

quantus 发表于 2021-7-21 15:29
我描述不准确, 我想说的是, 前几bit转换时, 哪怕比较器的一边因为输入在输入共模范围以外, 比较器的另外 ...

之前在仿真ADC时，担心输入信号摆幅给的太大，比较器会出问题，其实不存在这样的问题。现在增加了输入信号给的摆幅，ENOB就上去了。
问题已解决，谢谢大佬解答!!!

老尤皮

LDDD1997 发表于 2021-7-22 17:22
仿真的时候加时钟了啊。
就是比较器没有比较功能了。

也就是Vout不随输入变化而变化了是吧
那你也可以看看内部节点，是到哪一步出了问题，是预放大器就不对了（outn和outp），还是到latch不对了（Vop和Von），还是RS触发器不对