Hallo Allerseits, ich weiss nicht so recht ob ich hier richtig bin mit meinem Thema, aber das Forum konnte mir sonst immer so gut helfen bei aderen Sachen, darum probiere ich es mal. Ich habe einen 10 bit SAR ADC im integrierten Schaltungsdesign entworfen (180 nm standard CMOS, Software: Cadence). Jedes Element wurde entsprechend der Anforderungen in einer Monte Carlo Simulation auf 3 sigma Genauigkeit geprüft. Ich komme auf einen einen Corner stabilen ENOB von um die 9.7 für den gesamt Converter. Eine Sache verstehe ich aber nicht komplett und ich finde keine schlüssigen Vergleichsbeispiele: Ich sehe im Spektrum der 2048 pts FFT alle höherwertigen harmonischen und das ohne nennenswerte Dämpfung bis zur 21. (Siehe Anhang) Hat jemand vielleicht eine Idee? Danke schon mal :) LG Niklas
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Ich kann dir die Frage auch nicht konkret beantworten. Ich denke aber, dass du bei der DSP-Fraktion hier im Forum damit am ehesten die kompetenten Leute finden könntest, daher schiebe ich ihn mal.
Hmm, was ich nicht verstehe, warum Du die geradzahligen Harmonischen nicht siehst. Ist die Grafik ein Abbild eines Versuchs mit dem realen Konverter oder Ergebnis einer Simulation? Wenn Simulation, was genau wurde simuliert? Die Harmonischen liegen ja bei ungefähr - 70 dB. Für einen 10 bit Wandler ist das doch eigentlich gar nicht schlecht. Wenn es vom Quantisierungs Fehler kommt, würde ich da auch so was in der Art erwarten. Quantisierungs-"Rauschen" ist weiss!
Hallo Martin, danke erst einmal für deine Antwort. Gerade harmonische sieht man nicht da es ein voll differentielles System ist. Durch den common mode werden die Geraden ja idealerweise komplett gedämpft. Die Grafik ist Ergebnis einer Spice Simulation des Gesamtsystems ohne ideale Elemente. Alles auf integrierter Schaltungsdesign Ebene. Simuliert wurde unter folgenden Bedingungen: sinus mit fullscale Amplitude (1.8 V single ended, 3.6 pp,diff), Frequenz = (53*1MHz)/(2048) für koherentes Sampling ohne sich wiederholende Signalbins. Es wurde insgesamt 2096 us simuliert, wobei davon 50 us als Settling später in der Auswertung abgezogen wurden. So viel zur Simulation. Prinzipiell kommen die -70 dB super hin, da hast du recht. Wenn ich da halt tatsächlich nur den weißen Noisefloor vom Quantisierungsrauschen sehen würde. Der rutscht ja mit steigenden Points der FFT weiter runter was die Harmonischen enthült und da wundert es mich vor allen Dingen, dass die 15. Harmonische von der Amplitude fast so groß ist wie die der 3. Kann man sich theoretisch unbeabsichtigt eine Art harmonischen Oszillator basteln? Danke und LG
Mich wundert die Höhe von f15 nicht, denn Du hast einen SAR. Die Verteilung der Harmonischen sollte ungefähr weiss sein. Die sollten um einen Mittelwert schwanken. Wenn es ein Delta Sigma Wandler wäre, würde ich mich wundern. Und ja. Man kann sich einen "harmonischen Oszillator" durch z.B. Rechengenauigkeitsprobleme einhandeln. Bei Delta Sigma Wandlern Kann man sich so etwas auch einhandeln, wenn man nicht genug Rauschen im Signal hat und/oder nicht dithert.
"Mich wundert die Höhe von f15 nicht, denn Du hast einen SAR. Die Verteilung der Harmonischen sollte ungefähr weiss sein. Die sollten um einen Mittelwert schwanken." Könntest du das bitte genauer erleutern? Das ist mir irgendwie nicht klar warum der SAR die harmonischen nicht dämpft sonder weiß verteilt.
Niklas B. schrieb: > "Mich wundert die Höhe von f15 nicht, denn Du hast einen SAR. Die > Verteilung der Harmonischen sollte ungefähr weiss sein. Die sollten um > einen Mittelwert schwanken." > > Könntest du das bitte genauer erleutern? Das ist mir irgendwie nicht > klar warum der SAR die harmonischen nicht dämpft sonder weiß verteilt. Der SAR integriert nicht. Das Wandlungsergebnis eines SAR ist von seiner Vorgeschichte nicht abhängig. Das ist beim Delta Sigma anders. Bei dem SAR wird jedes Sample per (per Sample Hold Schaltung?) einzeln vermessen. Der Quantisierungsfehler ist white verteilt (bei busy signal, Du nimmst einen Sinus, daher siehst Du irgendeine Verteilung, die sich white annähern sollte). Deine Ergebnisse sind doch gut. Jetzt müsste die Praxis das noch bestätigen.
Hi Das Quantisierungsrauschen ist nicht weiss! Es kann für Signale die mit dem Abtastsignal nicht korrelieren aber in sehr guter Näherung als weiss angenommen werden. Da das Signal hier aber synthetisch erzeugt ist -> es ist mit dem Abtastsignal korreliert -> Ergebnis der Simulation ist Ok. Grüße, Otto
OK vielen Dank erstmal! Das bringt mich schon mal sehr weiter. Schönen Sonntag noch
Machst du das privat oder an einer Uni? Ich denke eher letzteres?
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