一种3位sar adc仿真验证

3位sar adc采用下图的电容阵列，电路如下图：所有电容的正端（也称为上极板）与比较器的同相端连接，比较器反相端接gnd，其工作过程进行大致分析见之前的文章《一种3位sar adc工作过程推导（二）》，下面对这个电路进行仿真验证。

两个参考电压\(V_{refP}\)和\(V_{refN}\)，\(V_{-}=0\)，假设\(\frac{5}{8}(V_{refP}-V_{refN})<V_{in}<\frac{6}{8}(V_{refP}-V_{refN})\)

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仿真过程：

绘制仿真原理图，设置好参数：V_in=800 mV，V_refP=1.2V，V_refN=0 V，\(\frac{5}{8}\cdot(1.2-0)<V_{in}<\frac{6}{8}\cdot(1.2-0)\)，采用理想开关switch。

下图为仿真波形图，经过4个步骤，输入电压V_in分别与\(\frac{V_{refP}-V_{refN}}{2},\frac{3}{4}(V_{refP}-V_{refN}),\frac{5}{8}(V_{refP}-V_{refN})\)进行比较，所以V_plus分别为\(V_{in}-\frac{V_{refP}-V_{refN}}{2},\frac{3}{4}(V_{refP}-V_{refN}),\frac{5}{8}(V_{refP}-V_{refN})\).

• step1: \(V_{plus}=0.8 V\)
• step2: \(V_{plus}=0.8-0.6=0.2 V\)
• step3: \(V_{plus}=0.8-0.9=-0.1 V\)
• step4: \(V_{plus}=0.8-0.75=0.05 V\)

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小结

• 比较器同相输入电压V_plus的值会有负数，反相输入端为gnd，所以比较器应该采用pmos作为输入管
• 理想开关也会有很小导通电阻，存在开关损耗，所以开关需要自举开关（自举电路）

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