要做一个12bit SAR ADC, 主流做法都是参照哪篇文章来做的？

dannyduan

quantus 发表于 2021-8-16 17:50
忘了说了， 这个电阻型的sub dac可以做成cdac, 做成6/6分段的话面积实际很小。 实际的结构是伪差分的，  ...

感谢你的分享。如果做成Bridge 电容结构的话，那就考验电容版图的功力了，这个方式可以考虑。

另外一点，如果DAC 做成redundancy的，这样子在转换的时候是不是对reference 稳定的时间要求就比较宽松了。不知道用分段式的是不是好实现，RC混合式的倒是可以做成redundancy的。需要去考量下reference的能力，和redundancy对于1MHz 采样速度的SAR来讲有没有意思。

采样保持开关，仿真了一下，booststrap的结构明显要好于普通的PN passgate。

struggleX

quantus 发表于 2021-8-16 17:50
忘了说了， 这个电阻型的sub dac可以做成cdac, 做成6/6分段的话面积实际很小。 实际的结构是伪差分的，  ...

CDAC分段的话两段容易受Bridge电容的寄生和LSB段的寄生的影响而不准确吧？不做校准的话要好好处理电容的寄生和Bridge的寄生。

请教下大神您推荐的论文里DAC的结构没有详细描述，是否有文献资料详细讲了低位采用RDAC高位为CDAC的？谢谢。

quantus

dannyduan 发表于 2021-8-17 13:09
感谢你的分享。如果做成Bridge 电容结构的话，那就考验电容版图的功力了，这个方式可以考虑。

另外一点 ...

分段也可以做冗余。做了冗余， 转换周期就多了， 这个时候如果sar逻辑不够快， 冗余带来的速度加成不一定有用。所以可以先搭好逻辑，看看速度是否够10MSPS。做成异步逻辑速度会好一些， 但是要考虑metastability的问题。不做桥接，面积是很大的问题。桥接现在技术很成熟了， 优化一下问题不大。

差分结构，用tg做开关也可以做到11bit。但是电路要做得很对称。
我很好奇你的adc是什么用途的。如果是给mcu用的， 那么系统级做gain和offset校正就是常见操作了。除此之外还可以做平均。当然我所见有限，所说的不一定都对。

struggleX

quantus 发表于 2021-8-17 15:29
分段也可以做冗余。做了冗余， 转换周期就多了， 这个时候如果sar逻辑不够快， 冗余带来的速度加成不一定 ...

请教下桥接主要需要做哪些优化？

目前我考虑到的主要是LSB段的对地寄生电容、Bridge cap的寄生电容、Bridge电容的不准确会导致两端权重的失配等因素。

nanke

最关键的是电容匹配。
做到12bit，非低压的ADC，噪声问题应该不大，实在没做好最坏情况还可以靠多次平均消除。
电容增大可以降低失配，但功耗特别是reference buffer功耗会上去，电容匹配好需要一个好的layout，纯靠堆面积像2001那篇论文一样堆到十几或几十pF，功耗降不下来.
而校准更容易达到低功耗目的。

可以参考这篇论文，虽然是高速低压结构，但是对input buffer,reference buffer，噪声都有提及，也介绍了电容怎么校准。
12b Low-Power Fully Diff Switched cap Noncalibrating SAR ADC with 1MSs_JSSC2001.

dannyduan

quantus 发表于 2021-8-17 15:29
分段也可以做冗余。做了冗余， 转换周期就多了， 这个时候如果sar逻辑不够快， 冗余带来的速度加成不一定 ...

你说的对，我下午想了一下，冗余也是可以做在桥接结构里面的，目前产品中用的采样率不是很高，如你所说也许真的没必要。这次先不考虑异步SAR ADC了，同步的先做好吧。


这个ADC用于测量芯片信息，是有数字控制部分可以处理gain error 和offset，所以这两个我并不是特别担心。但是DNL/INL系统没法处理，所以第一个重要的spec我写的就是DNL/INL，所以目前主要的问题就是电容的匹配和寄生问题导致的丢码，而影响线性度的问题。不知道我这个思路对不对，感觉你对ADC研究还是很深的。


另外想请教你一下，高位有必要用温度计码吗？我看有的设计使用了温度计码，说是提高DNL，但是转换的时候每个MSB bit的电容变化数量并没有因为温度计码而改善，不知道这个DNL是如何改善的。

dannyduan

nanke 发表于 2021-8-17 17:03
最关键的是电容匹配。
做到12bit，非低压的ADC，噪声问题应该不大，实在没做好最坏情况还可以靠多次平均消 ...

感谢分享
文章名字是不是贴错了？和quantus提到的论文是同一个

quantus

dannyduan 发表于 2021-8-17 17:14
你说的对，我下午想了一下，冗余也是可以做在桥接结构里面的，目前产品中用的采样率不是很高，如你所说也 ...

测量用的sar， 最重要的指标就是inl了。inl可以做校正， 出厂以后测一遍inl， 然后做基于lut的inl校正即可。针对你的应用你可以参考下LTC2380-24。

dannyduan

quantus 发表于 2021-8-17 20:35
测量用的sar， 最重要的指标就是inl了。inl可以做校正， 出厂以后测一遍inl， 然后做基于lut的inl校正即 ...

非常感谢。从你这里学习到很多，后续有问题，再继续像你请教

nanke

dannyduan 发表于 2021-8-17 17:17
感谢分享
文章名字是不是贴错了？和quantus提到的论文是同一个

是贴错了，A 12-bit 104 Ms SAR ADC in 28 nm CMOS for Digitally-Assisted Wireless Transmitters_JSSC.2016.2582861