SAR ADC进行FFT分析不同采样点，为什么ENOB会差很多呢

yzheng · 发表于 2025-4-27 13:55:45

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FFT分析我用的相干采样，采样点1024的结果为什么会比256和512差别那么大呢，从图上看到1024采样点的时候谐波功率和噪声功率都变大了，正常来说不应该是噪声功率由于采样点数的增加，平均到每根谱线上的功率会下降，求助各位ADC大佬

fs_cyl · 发表于 2025-4-27 15:32:52

通过上面模糊的图1，2看到采样率设置不对，写的好像是1开头的。
看图3，谐波很大，如果是功能仿真应该没有噪声。谐波失真很大可以看下采样后的信号质量。如果怀疑工具问题可以导出到matlab分析。也可以加窗看下结果。或者提高仿真精度

lockheed123 · 发表于 2025-4-27 15:55:35

采样点设置和采样频率还有信号带宽有关系的。

yzheng · 发表于 2025-4-27 16:14:41

lockheed123 发表于 2025-4-27 15:55
采样点设置和采样频率还有信号带宽有关系的。

信号输入频率与采样频率满足相关采样关系，设置质数个采样周期，保证不同周期的采样信息不重复，但这对于我增加采样点数使得ENOB下降严重的原因有什么联系吗

nicklau2024 · 发表于 2025-4-27 17:19:37

蹲蹲蹲蹲蹲蹲

yzheng · 发表于 2025-4-28 09:56:38

fs_cyl 发表于 2025-4-27 15:32
通过上面模糊的图1，2看到采样率设置不对，写的好像是1开头的。
看图3，谐波很大，如果是功能仿真应该没有 ...

谢谢解答，图片确实有些模糊，但我采样率设置的确实是2.048M，您看到的1开头的那个是带宽的范围，所以显示了1.024M。谐波这个问题也是我没想明白的点，我调出来采样bootstrap开关后的波形可以看到逐次逼近过程的收敛状态是在LSB以下的，和256以及512采样点的波形没什么差别，按道理非线性失真应该不会这么大，我把结果导入到Matlab上去进行FFT分析结果也是有效位数比较差，谐波比较大；所以我当时有两个猜想，第一个是我电路结构的问题，第二个是我使用仿真器的问题，因此针对第一个猜想，我也有尝试过用verloga写的理想模块去替换SAR ADC里面结构，跑出来的结果依旧是这样，所以我也有猜测过是不是我的仿真器和仿真精度问题，因为这是一个突变结果，随着我设置的采样点数增加，一些仿真器误差积累过大导致结果不准确，我现在的仿真器采用的是APS的Conservation模式，按道理来说精度应该也不低，所以我现在也是没有方向，很疑惑这个问题出在哪里

zt_ic222 · 发表于 2025-4-28 19:21:13

把仿真的step减小，再仿256个点，看enob会不会变差，如果变差了，说明情况确实差，你再去debug；你veriloga替代了哪些部分发现情况还是一样？

yzheng · 发表于 2025-4-30 10:05:04

zt_ic222 发表于 2025-4-28 19:21
把仿真的step减小，再仿256个点，看enob会不会变差，如果变差了，说明情况确实差，你再去debug；你veriloga ...

我尝试了您说的办法，我把tran仿真的step调小到1p之后可以发现ENOB结果影响不大，图片一show大致下降了0.1bit。因为1024采样点的谐波功率谱以及量化噪声功率谱密度相比于256和512大幅度增加，从而导致信噪比下降ENOB发生突变减小，所以我去检查了SAR ADC的量化过程中产生的量化噪声判断是否存在非线性失真，通过第二张图可以看到最后量化过程收敛至LSB/2（这个是基本上是整个量化收敛的最大值，最小甚至可以收敛到LSB/4），因此1024采样点的量化噪声相比于256和512应该是处于一个量级，所以这也是我没想明白的点。然后那个用veriloga理想模型去替换，我主要是替换了采样开关模块，电容阵列切换的开关，比较器模块，我是把比较能影响整个SAR量化过程中导致非线性失真的模块进行替换，发现这个结果还是很差，所以我也有想过是不是我仿真器设置的问题，但也不确定仿真器是否需要进行什么特殊设置，我现在用的是APS的consertive模式，ADC设计的是14bit的，在ADC领域也不算特别高，现在就没什么思路去解决这个问题

zt_ic222 · 发表于 2025-4-30 10:45:39

本帖最后由 zt_ic222 于 2025-4-30 20:56 编辑

yzheng 发表于 2025-4-30 10:05
我尝试了您说的办法，我把tran仿真的step调小到1p之后可以发现ENOB结果影响不大，图片一show大致下降了0. ...

你的频谱为什么会出现2根基频信号线？请把你的输入信号设置截图发上来看一下

yzheng · 发表于 2025-5-2 16:11:27

zt_ic222 发表于 2025-4-30 10:45
你的频谱为什么会出现2根基频信号线？请把你的输入信号设置截图发上来看一下
...

最前面的一根是直流的频谱线，因为virtuoso中进行FFT分析的时候会把直流的频谱线给显示出来，只有把SAR ADC结果放入matlab进行分析可以去掉直流量，我也试过将数据放入matlab处理，发现与virtuoso里的spectre处理结果相近，图片是我输入信号设置的截屏，我是采用相干采样的方式进行输入信号设置

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