※ 引述《was336789 (Howard)》之銘言： : 標題: [問題] SAR ADC電容大小 : 時間: Tue Nov 6 00:10:42 2018 : : 想跟各位詢問有關SAR ADC array電容大小的問題。在Delta Sigma ADC，如果選用較大的 : 電容，SNR的確可以提升，但相對的opa就必需要推的動，功耗也就會提升。但在SAR ADC : ，如果選用較大的電容，理論上SNR也會跟著提升，但是會遇到另一個問題，較大的電容 : 所需要的充放電時間也比較長，所以可能會在每個bit比較的時後無法完全完成充放電， : 導致最後逼近會有誤差，Vip-Vin無法小於LSB，造成量化誤差，這要原本想借由大電容來 : 提升SNR不就又降低了？所以這是SAR ADC對電容大小的限制嗎？ : : -- :

※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 101.15.180.85 : ※ 文章網址: https://webptt.com/m.aspx?n=bbs/Electronics/M.1541434245.A.2E9.html : 推 lin089170: settling error主要發生在切最大的幾顆電容，有很多方 11/06 11:52 : → lin089170: 法可以解這個issue，比方延後比較器開始比較的時機，或 11/06 11:52 : → lin089170: 插入redundancy bit去彌補前面幾個cycle的比較錯誤。 11/06 11:52 : → lin089170: 大家都想要壓低CDAC大小因為這和功耗直接相關，但太小 11/06 11:54 : → lin089170: 的CDAC會有較大的mismatch，在高解析度SAR會有線性度不 11/06 11:54 : → lin089170: 好的問題，這比較像SAR的限制。 11/06 11:54 : 推 blacktea5: 樓上專業 11/06 20:34 : → was336789: 感謝Lin大的詳細解說 11/08 09:37 : 推 jamtu: 一樓講完了 11/21 01:28 一點經驗可以聊聊，SAR ADC的電容值要取多少確實有點麻煩，原po的問題裡面有提到SNR 我猜應該是指KT/C noise。如果是單純討論電容值該怎麼取，settling的問題我們就晚點 再討論。SAR ADC C-DAC中unit cell的電容值基本上是兩個東西在做取捨 1. KT/C noise 2. mismatch 10bit以下的話基本上都是卡在mismatch... 因為總電容值產生KT/C noise遠遠低過 10bit accuracy的要求。unit cell容值越小當然會越好，一方面速度快一方面功耗低 所以才會有MoM電容這麼特別的東西存在... 因為他單位面積產生容值的效率不太好 但因為mismatch的原因，unit cell的面積太小也會有影響 如果有mismatch model，就跑跑monte-carlo看看你的unit cell容值大概需要多少就夠了 ---------------- 12bit開始，如果要滿足mismatch issue，unit cell的容值應該會大到靠杯 所以大部分會需要用到calibration來處理DAC裡面cell之間的mismatch 因此unit cell的電容值也是只要總量滿足KT/C noise就可以了，mismatch的問題就K吧 --------------- 到了14bit開始，KT/C noise的問題就會造成C-DAC的總量不可忽視了... 就算能用calibration去k unit cell之間的mismatch，但C-DAC的電容總量依然很可觀 沒記錯的話應該也是10~20pF了，因此做14bit SAR ADC就算能做出來，速度也難上去 這也剛好是Nyquist rate 跟 oversampling (SDM) ADC的分水嶺 在這個解析度左右用SAR ADC基本上不會有太多賺頭，除非系統上的需求 不然大多還是用SDM去做會比較好 ------------- 以上是從解析度(Resolution & Accuracy)的角度來看電容值的問題 至於這個數字決定之後，要怎麼提升ADC的速度(speed, settling issue) 又是另外一個主題了，高速SAR要怎麼處理有很多方式，加入redundancy是一種 subranging, multi-bit/cycle, unrolled loop, hybrid asynchronous loop...等 很多技巧可以提升SAR ADC的速度。而不同解析度能用的方法可能又不同 6/8/10-bit的高速SAR ADC做法也不盡相同。 而且settling的問題應該是影響linearity而不是noise... 所以原po提到SNR有點怪 要說應該也是影響SNDR會比較好 ------------- 我想表達的是電容的大小應該是由你的解析度(Resolution & Accuracy)來決定 (Accuracy包括了noise以及linearity的問題，也就是SNR以及mismatch) 最後再想辦法處理電路的速度，我是覺得原po有點把這些概念混在一起講了 --

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