【求助】NS SAR建模问题

Konata_Lin · 发表于 2025-8-17 18:20:04

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使用MATLAB对NS SAR进行建模，代码如下，FFT中可以大致看出噪声整形的效果，但是似乎对带内量化噪声的消除作用不大，为什么?：

function [D,Vdacp,Vdacn]=SAR_FUN(N,num,Vref,Vin_p,Vin_n,k,T,C_tot_p,C_tot_n,C_act_p,C_act_n,Comp_offset,Comp_noise)

Vint1_CIFF_p = 0;
Vint1_CIFF_n = 0;
Vint2_CIFF_p = 0;
Vint2_CIFF_n = 0;

VEF_DLY1_p = 0;
VEF_DLY2_p = 0;
VEF_DLY1_n = 0;
VEF_DLY2_n = 0;

for j=1:num % 使用for循环来实现周期工作过程
Vip=Vin_p(j); % 正输入端电压，单次
Vin=Vin_n(j); % 负输入端电压，单次

Vip=Vip+sqrt(k*T/C_tot_p)*randn(1,1);
Vin=Vin+sqrt(k*T/C_tot_n)*randn(1,1);

Vip = Vip + 2 * VEF_DLY1_p - VEF_DLY2_p;
Vin = Vin + 2 * VEF_DLY1_n - VEF_DLY2_n;

Vresp(1)=Vip;
Vresn(1)=Vin;

for i=1:N-1
      if ((Vip-Vin) + 4 * (Vint1_CIFF_p - Vint1_CIFF_n) + 16 * (Vint2_CIFF_p - Vint2_CIFF_n))  <= Comp_offset+Comp_noise*randn(1,1)
         B(i)=0;

         Vip=Vip+Vref/2*C_act_p(i)/C_tot_p; % Vcm-Based时序
         Vin=Vin-Vref/2*C_act_n(i)/C_tot_n;
         % Vip=Vip+Vref*C_act_p(i)/C_tot_p; % Monotonic时序
         % Vin=Vin-Vref*C_act_n(i)/C_tot_n;
         Vresp(i+1)=Vip;
         Vresn(i+1)=Vin;
      else
         B(i)=1;

         Vip=Vip-Vref/2*C_act_p(i)/C_tot_p; % Vcm-Based时序
         Vin=Vin+Vref/2*C_act_n(i)/C_tot_n;
         % Vip=Vip-Vref*C_act_p(i)/C_tot_p; % Monotonic时序
         % Vin=Vin+Vref*C_act_n(i)/C_tot_n;
         Vresp(i+1)=Vip;
         Vresn(i+1)=Vin;
      end
end

if ((Vip - Vin) + 4 * (Vint1_CIFF_p - Vint1_CIFF_n) + 16 * (Vint2_CIFF_p - Vint2_CIFF_n))  <= Comp_offset+Comp_noise*randn(1,1)
      B(N)=0;
      Vresp(N+1)=Vip;
      Vresn(N+1)=Vin;
else
      B(N)=1;
      Vresp(N+1)=Vip;
      Vresn(N+1)=Vin;
end

D(j,

=B; % ADC的数字码输出
Vdacp(j,

=Vresp; % ADC的正端CDAC上的余差电压
Vdacn(j,

=Vresn; % ADC的负端CDAC上的余差电压

VEF_DLY2_p = VEF_DLY1_p;
VEF_DLY2_n = VEF_DLY1_n;
VEF_DLY1_p = Vip;
VEF_DLY1_n = Vin;

%VresLap_p = Vip * 0.75;

%** 积分第一阶段 **%
%Vint1_CIFF_p = (3 * Vint1_CIFF_p + VresLap_p) / 4;
%VresLap_p = Vint1_CIFF_p;

%** 积分第二阶段 **%
%Vint2_CIFF_p = (3 * Vint2_CIFF_p + VresLap_p) / 4;
%VresLap_p = Vint2_CIFF_p;

%VresLap_n = Vin * 0.75;

%** 积分第一阶段 **%
%Vint1_CIFF_n = (3 * Vint1_CIFF_n + VresLap_n) / 4;
%VresLap_n = Vint1_CIFF_n;

%** 积分第二阶段 **%
%Vint2_CIFF_n = (3 * Vint2_CIFF_n + VresLap_n) / 4;
%VresLap_n = Vint2_CIFF_n;
end

胖虎17风发 · 发表于 2025-8-18 22:09:59

本帖最后由胖虎17风发于 2025-8-18 22:25 编辑

你好，问题解决了吗？好像是因为矩形框里这一段代码哦，我知道这是在描述SAR ADC电路最后一bit只比较不逼近，但是如果这样的话你的Vresp(N+1)-Vresp(N+1)并不是滤波器需要的Vres输入信号。修改方案：最后一bit需要和前面的bit一样，既有B(i)比较结果，又有逼近动作，即你代码中Vip Vin数值的更新。附件是我在你代码的基础上根据需要进行了改动，其中部分引入非理想因素的代码被我删掉了，复制MATLAB中可直接运行，你可以试一下。

jx2016 · 发表于 2025-8-18 10:00:24

积分电容的电压每个周期都会清零？似乎不对吧

Konata_Lin · 发表于 2025-8-18 21:53:43

jx2016 发表于 2025-8-18 10:00
积分电容的电压每个周期都会清零？似乎不对吧

清零写在for循环外面去了

胖虎17风发 · 发表于 2025-8-18 22:22:53

本帖最后由胖虎17风发于 2025-8-18 22:31 编辑

表格是SNR Improvement与OSR及NS_order的关系，附件中现用8bit SAR ADC，输入信号-1dBFS，无NS的SNR约为6.02*8+1.76-1=48dB
滤波器直接沿用了你的2阶EF滤波器，当OSR=4时，SNR=48+17=65dB；当OSR=8时，SNR=48+32=80dB均与理论值相符
你也可自己更改其他数值进一步验证