高速pipeline ADC设计和测试问题
时间:12-12
整理:3721RD
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本人用smic55nm 工艺设计了一个1.2V 80MHz 10bit pipeline ADC, ADC 的10bit数据输出是用的3.3V cmos IO pad, 并且我在芯片上模拟输入信号输入后加了一个20MHz低通滤波器和一个跟随器buffer. 仿真可以达到9.5bit,但是测试结果和仿真相差比较远。 我的ADC共3级, 3.5+3.5+4
1. 如果测试的时候不把片内的20MHz低通滤波器打开,整个ADC量化出来的波形有非常大的锯齿壮噪声叠加在正弦波上,此时enob<5bit
2.如果测试的将片内的20MHz低通滤波器打开,那么ADC量化出来的波形的锯齿壮噪声就会小很多,此时enob接近7bit
3.在打开片内的20MHz低通滤波器打开,对100KHz输入信号ENOB=7bit, 对于8MHz输入信号ENOB=6.5bit
问题如下:
1. 片内的20MHz低通滤波器打开和不打开对ADC的性能影响非常大, 这个是不是因为我用的是3.3V cmos IO, 同时会有10bit数据以80MHz速率进行翻转,可能会将ADC的输入信号干扰到,所以在片内将20MHz低通滤波器打开效果会好点,但是也不能完全去除影响。 我测试出来3.3V IO 上电流大概有25mA. 不知道我这里分析对不对
2.100KHz输入信号ENOB=7bit,这同仿真差的比较远,可能是什么原因?
3.大家做这种高速pipeline ADC, 用什么IO 将ADC 量化bit输出来? 如何防止ADC 量化输出多个bit跳变对输入信号造成干扰?
1. 如果测试的时候不把片内的20MHz低通滤波器打开,整个ADC量化出来的波形有非常大的锯齿壮噪声叠加在正弦波上,此时enob<5bit
2.如果测试的将片内的20MHz低通滤波器打开,那么ADC量化出来的波形的锯齿壮噪声就会小很多,此时enob接近7bit
3.在打开片内的20MHz低通滤波器打开,对100KHz输入信号ENOB=7bit, 对于8MHz输入信号ENOB=6.5bit
问题如下:
1. 片内的20MHz低通滤波器打开和不打开对ADC的性能影响非常大, 这个是不是因为我用的是3.3V cmos IO, 同时会有10bit数据以80MHz速率进行翻转,可能会将ADC的输入信号干扰到,所以在片内将20MHz低通滤波器打开效果会好点,但是也不能完全去除影响。 我测试出来3.3V IO 上电流大概有25mA. 不知道我这里分析对不对
2.100KHz输入信号ENOB=7bit,这同仿真差的比较远,可能是什么原因?
3.大家做这种高速pipeline ADC, 用什么IO 将ADC 量化bit输出来? 如何防止ADC 量化输出多个bit跳变对输入信号造成干扰?
不知道你的reference是外接的还是内部自己做的?如果reference 的抖动比较大,输出就会很多毛刺
我的reference是内部的产生的,rms jitter测试出来小于8ps,我感觉不是reference clock的jitter比较大
1.enob降低是噪地提高了还是谐波?频谱图什么样的,发个上来吧。
2.IO环有没有分数字环和模拟环,如果有分是用什么样的power cut隔开的?感觉可能是数字输出IO影响到输入pad,但是如果你区分数字环和模拟环的话,应该不至于那么大影响。
3.你的模拟域电源用的是进core的还是即进环又进core的?
测试不要和仿真比,原因太多了,可能你没仿全
比如说你后仿提了R吗?一般提R都仿不动,但是电源上某条线画细了你就挂了。。。
你这个频率的IO用普通cmos IO就行,couple没那么严重的
再多试试调调别的吧,比如调调电源,电流,共模什么的,看看有什么变化
另外测DC正常吗?