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SAR ADC 非线性的测试问题

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

最近在测试一个10bit的SAR结构ADC(电源电压3.3V),采用14bit精度的信号发生器产生模拟输出,采用线性和SIN波两种方式测试,DNL均在+/-0.5LSB,INL的结果有如下两种情况;

采用线性的波形,测试结果有偶然性,有时INL很好(+/-0.5LSB),有时很差(+/-3LSB),INL很差时,就是在9mV左右地方Dout开始从0变为1,在3.291V左右的地方Dout已经为1023,中间没有失码,即有一定的gain error。

采用SIN的波形,INL很差(+/-3LSB),主要是在0和1023附近,中间的地方INL相对较小。


请牛人帮我看看,这种情况是信号发生器产生模拟输出有斜率偏差的问题还是ADC 的问题?目前,我没有想到方法验证是哪个的问题?

若是信号发生器的问题,有什么解决的方法吗?

若是ADC的问题,INL产生偏差的来源可能是哪些?谢谢!

能否贴个INL的图上来

贴图没有存下来,有点类似开口向上的抛物线,中间比较平,越到两边越向上

sin测试这样啦,两头速度慢,点多,中间速度快,点少
你的意思是sin波归一化后的INL会很差?

直接用matlab程序跑的,程序没看懂,呵呵,所以,不清楚归一化对结果有什么影响?

我不知道专业叫法是不是归一化..
意思是sin波测出的INL/DNL是跟每个code的理想值对比算出来的
不确定你两头差是真的差还是算错了,如果是真的差,且你内部DAC非线性没问题的话,
检查一下ADC的基准电压范围是否和你量测的Sin波形幅度是否相同
我没有测试ADC芯片的经验,以上只是我的直观理解,如有错,请见谅
另外你测试的输入sin 频率 / 采用频率 大概多少

谢谢你的回复,呵呵
采样周期约200us,一个SIN周期约有32个点;共采了100多万个点

码密度测试

fu大牛来了 顶起

晕,把我吓到了,哈哈
其实就是灌sinwave,分析code的码密度就可以了,符合浴盆曲线
ramp信号也可以,就是会受到noise干扰,需要做平均
sin可以加带通filter,不过频率太低,估计这样的filter不好找


你看到的应该是offset,inl要把offset去除,如果关心offset,就要做calibration

呵呵
ramp做平均的意思是多测几根ramp求平均值吗?

先谢谢大牛的回复,呵呵
我在matlab程序中修改offset值,把理想的曲线调整了一下,INL就可以调整到+/-0.2LSB之内!
所以我也很困惑,调整offset,有时INL开口向上,有时INL开口向下,有时又是平的(就是结果比较好的那个情况),我也不知道到底哪个是对的,是不是offset取0得到的值才是实际的情况!
另外,如果真的是IP的问题,那么offset产生的来源应该是在哪里呢?非常感谢!

请问如果用ramp,取平均的方法和码密度相比,哪个更接近实际的情况,测试结果更准确阿?
如果用ramp采用平均的方法,会不会把noise也一起平均掉了阿,呵呵

支持!

大神,你现在搞懂了吗?你说ADC的非线性是一种表现形式还是?他和失调,增益等这些误差的区别?他是这些误差作用的结果,还是?求大神指点一下

应该是offset的影响,上下调整一下均值找最小的就可以了。

大牛,问你个问题,前仿有效位数很高,但是DNL比较差,有可能吗,我是10位SAR,只测试了1024个点

DNL是quantization noise,跟噪底有关
INL是 harmonic和spur,频谱上是某个频点上的tone
所以很高到底能高到什么程度,也高不过10bit的 enob
一般DNL差INL也差,因为都是正态分布,DNL积分起来就是INL

大牛很牛


额、但是仿真出来INL在1个LSB以内啊,但是DNL有好多-LSB和+LSB,感觉好奇怪

感謝分享!

learning !

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