关于高速SAR ADC设计
时间:12-12
整理:3721RD
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这几天我在调研高速SAR ADC设计,准备采用40nm工艺设计,设计一个1.1V 160MHz 12bit的SAR ADC,有几个问题想请教
1. 我看到现在高速SAR ADC一般有两种架构,一种是采用redudant capacitor的,这个可以纠正DAC的建立精度误差,但是总的电容个数多; 还有一种是是采用MSB,LSB分开,MSB和LSB电容间串联一个Cattenuation, 优点是总的电容个数少。 请问这两种架构各有什么优缺点? 我如果想设计160MHz 12bit,采用这两种架构中的哪一个? 还是采用其他的?
2. SAR ADC的refernce电压一般怎么生成? 是外接大电容吗来稳定电压? 还是在芯片上集成大的电容?还是不需要,直接用接成跟随器的op就可以? 或者直接用VDD,GND做reference电压? 实际产品中大家一般怎么设计reference电压的?
1. 我看到现在高速SAR ADC一般有两种架构,一种是采用redudant capacitor的,这个可以纠正DAC的建立精度误差,但是总的电容个数多; 还有一种是是采用MSB,LSB分开,MSB和LSB电容间串联一个Cattenuation, 优点是总的电容个数少。 请问这两种架构各有什么优缺点? 我如果想设计160MHz 12bit,采用这两种架构中的哪一个? 还是采用其他的?
2. SAR ADC的refernce电压一般怎么生成? 是外接大电容吗来稳定电压? 还是在芯片上集成大的电容?还是不需要,直接用接成跟随器的op就可以? 或者直接用VDD,GND做reference电压? 实际产品中大家一般怎么设计reference电压的?
1.redudant capacitor跟电容分段不冲突,分段电容也可以加冗余位。这个对建立误差有非常大的改善。12bit主要还是电容匹配上,分段电容也很难减小总电容了。
2. 芯片内的大电容基本不太现实,得取负载电容的2^12倍以上。只能高速buffer,不过做160M也相当困难,每个周期就200--300ps的建立时间,用冗余位能改善不少。
如果在12bit,160m上,集成ref buffer, snr能上70, 那就不错了
ref buffer完全可以片上集成,只是肯定有难度,加油吧
reference buffer片上集成是有难度,这次我准备采用super source follower这种架构来做reference buffer,这种buffer的带宽会比普通的source follower 宽
另外采用redundant capacitor,这样对DAC的建立又降低要求,也就是对reference buffer的建立精度降低了要求
用的台湾成功大学chun-cheng liu的办法吗?
用冗余的话需要增加数字部分的工作量,要实现160M也就是说数字得160*12M+冗余了。
不是!冗余纠错只需要160M就可以了。只需要出一次数据做一次全加。
冗余是怎么来的?不需要多转换几个bit吗?
比如没有冗余是 8 4 2 1,加冗余的话就变成 8 4 2 2 1 (举个例子),是这样吗?
是这样,如果三位冗余,原来10个转换周期需要增加到13个,但是最终结果还是等数据全部出来再按对应权值做数字加,并不需要高速,就采样频率就可以了。