SAR ADC输入范围的一点疑惑。

rica

各位大佬好，本人最近刚刚入门sar adc设计，在设计时遇到一个问题。例如，我的电路的VDD=VREF=3.3V，当我使用VIN=3.2V的正弦信号去测试ADC的性能时，ENOB可以达到较为理想的位数，但是当VIN=3.3V时，ENOB就会下降很多，电路的各种结构前后迭代了许多次，似乎都存在这个问题，就是输入信号无法真正达到参考电压，最多只能达到比参考电压稍微低一点的值，一旦完全达到参考电压，就会造成ADC的ENOB下降。还请各位大佬解答一下。

rica

对了，补充一点信息，我的采样电路使用的是栅压自举电路，栅压自举电路的FFT结果其实就出现了同样的问题，我猜测可能是栅压自举电路导致的整体ADC性能下降，但是并没有明白是什么原因导致的栅压自举电路出现这样的问题。

demonhunter

多少位的ADC？

rica

   

demonhunter 发表于 2024-3-27 16:05
多少位的ADC？

16bit

firstsquadron

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lushimang

这个现象是正常的，因为DAC上极板处的寄生电容会减小ADC的量程。

rica

   

lushimang 发表于 2024-3-28 17:20
这个现象是正常的，因为DAC上极板处的寄生电容会减小ADC的量程。

感谢您的回复，不过我还是有些疑惑，我理解的是DAC的上极板处的寄生电容会因为分压导致实际DAC采样到的电压比输入信号要小，这样确实会降低ADC的量程。但是我不理解为什么当我输入一个幅度较小的信号的时候ENOB比较大，但是当我输入VREF时，ENOB反而减小了。按照您的说法，我从幅度较小的信号变换到VREF时，对DAC采样到的信号的幅度来讲，也应该是由小变大的一个过程，那么既然信号的幅度变大了，在理想条件下只考虑量化噪声，ENOB应该上升不是吗？

lushimang

ADC量程缩小，是因为寄生电容的存在让DAC切换产生的电压变化变小了，也就是DAC能处理的电压域变小了。如果输入幅度超出了DAC的量化范围，那么对应超出部分的幅度ADC只能输出最大值或者最小值，这样量化噪声自然就上去了。假设某个ADC量程是-1.8到+1.8，你输入-3.3到+3.3的信号，ENOB也一定会掉下去。只有在量程内时候，输入幅度增大才会带来ENOB的提高。

lushimang

   

rica 发表于 2024-3-29 10:12
感谢您的回复，不过我还是有些疑惑，我理解的是DAC的上极板处的寄生电容会因为分压导致实际DAC采样到的电 ...

你用的是上极板采样还是下极板采样呢？

rica

   

lushimang 发表于 2024-3-29 11:03
你用的是上极板采样还是下极板采样呢？

下极板采样