(1)A 12 bit 160 MS/s Two-Step SAR ADC With Background Bit-Weight Calibration Using a Time-Domain Proximity Detector
(2)A 12-bit, 45-MS/s, 3-mW Redundant Successive-Approximation-Register Analog-to-Digital Converter With Digital Calibration
这两篇论文出自同一个实验室,技术上相近,主要有两点值得学习:
A. ADC noise budget
一般我们计算noise budget大多是关于通信的,目的是为了计算SNR。这两篇论文将这一概念用在了论文里,我觉得设计ADC的时候可以参考;
B. sub-binary ADC
该sub-binary算法的核心思想是高位MSB的电容容值要小于低位LSB电容的容值,保证后面的数字校准电路可以将误差修正过来就可以了,这样可以ADC保持精度的同时,转换速度也不变。
上图(a)是传统二进制算法,100和011表达的模拟量相同;
上图(b)的问题是Vfs/2附近1LSB的模拟电压使用了两个数字码值同时表示,系统上认为011和100表达的是同一个模拟量,其实两者表达的模拟量是不同的(从图上可以看出),中心电压值VFS/2被忽略了,从而导致精度下降。
上图(c)的问题是100表达的模拟电压量小于011表达的,但是Vfs/2附近-1LSB模拟电压,由100表示,Vfs/2附近+1LSB模拟电压,由011表示,模拟电压量变化由两个数字码值表示,模拟电压没有缺失,但是数字码值存在混乱(100,011大小顺序),后续数字校准电路修正过来就好了。
C. pipeline SAR ADC
上面分析的sub-binary应用在pipeline SAR ADC中的表达如下图。
Super-binary超出pipeline 量化范围的部分即为ADC的误差,该误差后续校准电路时无法恢复的,所以设计ADC的时候,要特别注意。
D.小结
(1)这两篇论文读的不是很清楚,可能跟我的水平有关,也可能时作者喜欢使用大段大段的文字去描述问题,而我喜欢公式和图形;
(2)这两篇论文的技术路线基本相同,sub-binary, pipeline-SAR ADC结构,LMS校准算法,这些也基本是SAR ADC的常规技术。