SAR ADC输入范围以及二进制冗余方法

hsly · 发表于 2023-5-10 18:11:45

xavi17 发表于 2023-5-10 17:21
有个疑问，采的时候冗余电容是没有采信号的，但是转的时候，冗余电容加入了，这样其实搜索范围是增加了， ...

我与你关于采用补偿电路做冗余的理解上可能有些许出入。我的理解上，不论采的时候还是转的时候补偿电容都是接上的，假如冗余做在B3[8 ,4 ,2 ,2 ,1 ]，总共为18，在后续对ADC转换出的数字码进行处理的时候对冗余的位置不做逼近而是做平移（或者说是冗余位置不贡献实际权重）得到最终正确得二进制码，这样搜索范围就会从Vref变为16/18Vref，所以补偿电容做冗余的弊端是搜索范围减小了。这里的1个LSB就变成了(1/16)*(16/18Vref)。
没系统做过补偿电容冗余的方式，以上皆为个人观点，欢迎探讨，如若有误欢迎斧正。

kuxuanxinzai · 发表于 2023-5-10 21:00:26

hsly 发表于 2023-5-10 18:11
我与你关于采用补偿电路做冗余的理解上可能有些许出入。我的理解上，不论采的时候还是转的时候补偿电容都 ...

冗余电容参不参与采样，只会引入整体的gain error 。冗余电容不参与采样，相当于采样信号被衰减了，等于Vref 放大了。冗余电容参与采样，引入的gain-error 会小。

xavi17 · 发表于 2023-5-11 10:38:36

hsly 发表于 2023-5-10 18:11
我与你关于采用补偿电路做冗余的理解上可能有些许出入。我的理解上，不论采的时候还是转的时候补偿电容都 ...

是，如果所有电容参与采样，转换，那1个lsb的大小就变了，比如ccliu这里，搜索范围就应该到18，而不是图上画的16，如果vref不缩放，1个lsb就是vref/18，那这里所指的冗余区间的1LSB，指的就是1个vref/18。同样的输入信号，同样的vref，加冗余和不加冗余，两种转换出来的码字就不一样。

但是，如果冗余电容不参与采样，只参与转换，那相当于对vin做了缩放，比如这里缩放为vin*16/18，加冗余后转换出来的码字就是一样的，但是1个LSB还是vref/18（因为有18个电容参与了转换）

hsly · 发表于 2023-5-11 10:54:31

kuxuanxinzai 发表于 2023-5-10 21:00
冗余电容参不参与采样，只会引入整体的gain error 。冗余电容不参与采样，相当于采样信号被衰减了， ...

感谢回复！大致对您的回复进行解读，再加上部分自身的理解，不知道我理解的对不对，如若有误还望指正。
补偿电容冗余的实现方式有冗余电容参与采样与不参与采样两种。既然有不同的方式，那便有各自的优劣，冗余电容不参与采样更适用有下极板采样，会附带下极板采样自身的优劣；冗余电容不参与采样，相当于采样信号衰减了（等效于搜索范围增加），转换完成经数字校准搜索范围减小，两者的衰减几乎同比（搜索范围增加与搜索范围减小相抵），这样整个冗余ADC的搜索范围不变。而冗余电容参与采样就如我之前所说，更适用于上级板采样附带上级板采样自身的优劣，整体的搜索范围会降低。