求一个速度最快(5ns)的分立件比较器电路

机器狗 · 发表于 2014-1-8 07:02:58

本帖最后由机器狗于 2014-1-8 23:45 编辑

求一个压差5mV时，翻转速度在5ns以下的比较器电路？是用来比较AC信号的，对DC偏差无要求。

具体应用是用ARM CPU实现纯数字10Msps 8bit ADC, SAR架构的，很简单的二分查找。0.2～1.0V输入，用途是在SDR的中频部分，同一颗核心承担ADC和FFT两个实时任务。10Msps需要每秒钟比较100M次。

比较讨厌的是高频下仿真不符合实际

便宜的比较器芯片LM319、TL712都满足不了速度要求，太慢了，上升不明显，满足5ns的IC又太贵了，有什么分立件（2SC3356、2N2222、2N2907之类）可以搭出来的超快比较器吗？

zhangshixing · 发表于 2014-1-8 08:05:48

5nS啊，射频用的三极管和fet能满足不啊

albert_w · 发表于 2014-1-8 08:27:31

也就小几十块钱max90x里该有

机器狗 · 发表于 2014-1-8 08:44:47

CPU才25块钱，A9双核的。max90x确实很快，但是太贵了，直流误差之类的性能太过剩了

机器狗 · 发表于 2014-1-8 08:46:35

是啊，射频用的三极管和FET，求一个电路原理图啊

mhw · 发表于 2014-1-8 09:26:55

有量的话订制一个，国内现在做这种简单模拟IC的很多，他们做简单的IC就跟我们PCB打样一样轻松……

physis · 发表于 2014-1-8 09:46:28

TTL/cmos的慢一些
ECL的可以做到ps级别

机器狗 · 发表于 2014-1-8 18:00:57

physis 发表于 2014-1-8 09:46
TTL/cmos的慢一些
ECL的可以做到ps级别

谢谢，不过这个成本也太高了，USD1.72，Ti的10Msps 10bit ADC比这还便宜。想要BOM成本小于3块人民币的.

mtswz.213 · 发表于 2014-1-8 20:19:46

这种东西怎么可以用软件做啊，肯定是用硬件做了，完全是码农的想法啊！

SNOOKER · 发表于 2014-1-8 21:34:07

机器狗发表于 2014-1-8 08:44
CPU才25块钱，A9双核的。max90x确实很快，但是太贵了，直流误差之类的性能太过剩了 ...

我对25块的双核A9有兴趣，能透露点信息吗

javenreal · 发表于 2014-1-8 22:25:32

SNOOKER 发表于 2014-1-8 21:34
我对25块的双核A9有兴趣，能透露点信息吗

同问！a8我都能接受。

机器狗 · 发表于 2014-1-8 22:49:29

SNOOKER 发表于 2014-1-8 21:34
我对25块的双核A9有兴趣，能透露点信息吗

瑞芯RK3066或者全志A10, 都是系统软件比较全（有核心驱动代码）的平板CPU. 这两个U不好的地方是GPIO速度太慢，实际输出频率只有几个MHz，还不如一些M0单片机。

机器狗 · 发表于 2014-1-8 23:31:32

本帖最后由机器狗于 2014-1-8 23:44 编辑

mtswz.213 发表于 2014-1-8 20:19
这种东西怎么可以用软件做啊，肯定是用硬件做了，完全是码农的想法啊！

软件成本低、容易控制啊。硬件的10Msps ADC至少要10块钱吧。不过我楼上的方案确实不是最佳的，现实中不可行。现在的想法是用硬件代替软件产生比较波形. 100M每秒的比较波形必须用硬件，还没仿真。。100M可能不行，但是用74的移位寄存器做25M还是没问题的, 四个相位25Msps采样也可以上100Msps了.

wangguanfu · 发表于 2014-1-8 23:46:56

撸猪量大去流片吧地球上不缺“硅” 就怕你没量！

3DA502 · 发表于 2014-1-9 00:03:53

自己搭建ADC很牛，顶楼主

不过我还是建议若是有量的话去找国产ADC芯片代理谈谈价

量少去找一下过时的芯片TLC5512 或者ADC9883这类的视频ADC芯片，汕头那边的淘宝店有这类东西

机器狗 · 发表于 2014-1-9 00:48:38

谢谢楼上的，但是我想设计的就是量可大可小的通用结构，用太多专用IC就违背初衷了。这个规格的ADC用真正的ADC芯片也不贵，但是其他人如果想换个规格又要重新按新元件设计一次.

我想把BOM只限制在分立元件、74和CD系列、有至少3家厂商生产可替代产品的芯片(如LM324、TL494、51 PIC cortexM0单片机之类)、以及CPLD、FPGA.

alcohol · 发表于 2014-1-9 01:06:05

ECL +1，确实可以ps级别的。

gzhuli · 发表于 2014-1-9 01:53:59

10MSPS的SAR ADC用5ns的比较器可不够，而且LZ你貌似忘了10MSPS 8-bit SAR ADC还需要一个80MSPS 8-bit DAC，别说你打算用R-2R搭，光是0.1%精度的电阻都几块钱了，而且你用分立R-2R能搭出40MHz带宽？还有前面的高速S&H也不是省油的灯……
跟你打赌，用分立或通用模拟器件搭出7位ENOB的10MSPS ADC，成本不会低于50块，而20MSPS的TLC5510还不到10块钱，60MSPS的ADS830E只要20块钱，双路100MSPS的AD9288也只要50，瞎折腾啥呢。

机器狗 · 发表于 2014-1-9 02:31:48

本帖最后由机器狗于 2014-1-9 03:00 编辑

gzhuli 发表于 2014-1-9 01:53
10MSPS的SAR ADC用5ns的比较器可不够，而且LZ你貌似忘了10MSPS 8-bit SAR ADC还需要一个80MSPS 8-bit DAC， ...

你说的完全正确，看来自搭10MSPS比较难，自搭1MSPS才有经济意义。1MSPS需要10M的DAC。用R-2R能搭。，移位寄存器用74HC164. 用不着高精度电阻，就用普通1%的甚至5%的（后面有CPU，可以先用PWM DAC慢慢出精确参考电压测好每一个电阻的参数，真正快速采样时CPU把数据扭一下就准确了，不过是查一个256Byte大的表，一两个指令周期的事）。这就是软件节省成本的地方啊，需要高精度的地方用运算或者记忆代替。软件无线电（SDR）省成本也是这原理，硬件只处理RF带通，以及IF<-->RF，IF就用ADC采集成IF数字序列送基于FFT的滤波器处理了。

gzhuli · 发表于 2014-1-9 02:59:33

机器狗发表于 2014-1-9 02:31
你说的完全正确，看来自搭10MSPS比较难，自搭1MSPS才有经济意义。1MSPS需要10M的DAC。用R-2R能搭。，移位 ...

问题是STM32F101C8T6只要7块钱，里面有两个1MSPS 12-bit ADC了，你蛋疼不……

机器狗 · 发表于 2014-1-9 03:00:56

gzhuli 发表于 2014-1-9 02:59
问题是STM32F101C8T6只要7块钱，里面有两个1MSPS 12-bit ADC了，你蛋疼不……

是吗？我蛋好疼。

机器狗 · 发表于 2014-1-9 03:16:35

gzhuli 发表于 2014-1-9 02:59
问题是STM32F101C8T6只要7块钱，里面有两个1MSPS 12-bit ADC了，你蛋疼不……

谢谢指点，我都不知道现在ARM单片机这么便宜了。

74HC164 5毛，2个1%串联排阻 4毛，当比较器用的两个0.5%电阻 1毛两个2SC3356 2毛5

加起来1.25, 市场上有没有1.25的1MSps集成ADC？

gzhuli · 发表于 2014-1-9 16:00:47

机器狗发表于 2014-1-9 03:16
谢谢指点，我都不知道现在ARM单片机这么便宜了。

74HC164 5毛，2个1%串联排阻 4毛，当比较器用的两个0.5 ...

1%精度的电阻你确定能搞出7位ENOB的1MSPS SAR ADC？
控制时序的单片机要占用不少的资源，这个不算钱？
你的R-2R DAC输出不用运放缓冲？
还有采样保持电路你打算怎么搞？
1MSPS 7-bit ENOB的ADC搞SDR够用？

机器狗 · 发表于 2014-1-9 16:25:07

本帖最后由机器狗于 2014-1-10 12:54 编辑

gzhuli 发表于 2014-1-9 16:00
1%精度的电阻你确定能搞出7位ENOB的1MSPS SAR ADC？
控制时序的单片机要占用不少的资源，这个不算钱？
你 ...

SAR的原理：二分查找。1%精度只是把2分(0.5:0.5)可能变成了(0.49,0.51) 而已，并不影响ADC的精度。这些电阻误差在单片机启动的时候就可以用PWM做的慢速精确DAC比较测试一遍，形成一个电阻网络DAC输出"真实值"的表（256个8位输入有256个对应的真8位输出值，一共占256Byte的SRAM），每次做完AD转换，查这个表得到真实电压值。

SDR对AD要求其实很低，就是愣拼采样率。一般4位的QAM16或者顶多6位的QAM64，采7～8位刚刚好。LTE-A用的QAM256需要10位ADC。 RF IF信号都是AC耦合，因此DC误差无害；信号是周期变化的，不"采样保持"顶多IF的I，Q信号偏移同样的相位，对解调出的信号无影响。

SDR也看什么带宽的SDR，比如，接收GSM的200KHz频宽信号，1Msps的IF ADC完全够用了。用来做Wifi或者LTE那肯定不行。(网友提醒：实现LTE最小UE带宽180KHz是可行的，即使实际用途不大，码率跟edge差不多)

另外请问为什么要用运放缓冲一下？直接用，有什么缺点？是比较器输入阻抗的问题吗？请不吝赐教。

gzhuli · 发表于 2014-1-9 17:23:10

机器狗发表于 2014-1-9 16:25
SAR的原理：二分查找。1%精度只是把2分(0.5:0.5)可能变成了(0.49,0.51) 而已，并不影响ADC的精度。这些电 ...

呵呵，SAR和SDR的原理你不用跟我科普，不信的就自己试试，看看你用你的1.25元方案做出来的ADC ENOB和SFDR能达到什么水平。

SNOOKER · 发表于 2014-1-9 20:22:53

坐看两位大神华山论剑

Vmao · 发表于 2014-1-9 21:25:55

楼主打算sdr 宽带做多宽

1ongquan · 发表于 2014-1-9 22:41:21

两个1MSPS的adc进行IQ采样，中频带宽就是1M了，估计就是用ZIF结构了

不过问题是圣手提到的噪音问题不好办呢，8bit量化的堆噪音加上1%电阻引起的非线性噪音

求一个速度最快(5ns)的分立件比较器电路

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