ADC的cdac开关策略：无论以什么形式实现，最终的目的都是通过不断的从高到低的控制CDAC，实现CDAC的比较器的正负极板输入电压趋近于0.

1. 传统开关策略

上图所示，上极板只是接了Vcm，下级版有三种接法：Vin，Vref，gnd。其中接Vin 还是Vref是所有电容同时动作的，不能够单独控制某一bit的电容单独操作，这是因为vin和vref的接入时机对应于ADC的两个工作阶段，采样和量化，但是gnd的开关每bit都是可以单独进行控制的，这是因为在量化阶段要对vref的值以二进制码进行递归调节。SAR ADC的精髓就是先将VIN 采样到电容上，然后再去接入REF，一步步切换REF的分压，比较vin的大小。不同的结构的区别就在于如何接入VIN ，如何切换VREF分压。

该类型的adc的工作第一阶段是采样，此时要把输入信号存储在电容上 ，所以上级版vcm导通，下极板切换都Vin上；

第二阶段开始量化，对VREF 进行分压。将最高位的下极板接到VREF，其他bit接地，因为二进制电容权重，则实际接入上极板的等效电压为Vref/2，进行比较。

如果比较结果是1，那么再进行下一次比较，如果是0，则需要对之前的cap进行复位，重新接到地上，重新接地这个操作是比较费功耗的。

此时上极板P： vip-vcm+vref/2  下极板P： vin-vcm+vref/2  比较器比较的是vip-vin>0? 注意 全差分adc 的第一次比较一定是符号位，比较的是输入与0的大小

下极板采样抵消电荷注入

如上图所示，vin 是输入信号（vref未画出）C是采样电容，vout是CDAC的输出。开关关掉时刻会有电荷注入，但是如果电荷注入的量是个常数，和输入信号无关，那么它就仅仅是个dc offset，或者可以通过差分电路的形式抵消掉，不会影响线性度。下极板采样如上图所示，M1和M2同时打开，对电容充电，但是在关掉开关时，先关掉M1，此时输出端会有来自M1的电荷注入，M1关掉后，C的右边极板floating 为高阻状态，电荷保持不变，再关掉M2时 vout一侧不会发生电荷注入。而M1引起的电荷注入和输入信号无关是固定值。

电荷再分配

关于CDAC 工作原理的理解，有一点是非常重要的，就是CDAC是基于电荷分配而不是阻抗分压。因为在量化的过程中，量化电平都是dc量，两个电容串联在一起是没有办法对dc进行分压的，无论电容值多大，阻抗都是无穷大。电荷分配的核心在于一开始就用电压源对电容两端进行了充电，充电以后，上极板断开，这时候，电容就像一个电池，电容上的电荷量一定是保持不变的，无论下级板接什么电位，上极板上的电荷都没有释放通路，因此下级板接不同的电位只能改变上下级板的参考电位，没办法改变电容两端的电荷量。此处有一个思维误区：电容两端总的电荷量是不变的，电容值是不变的，那么是不是所有的电容两端的电压就是固定的？答案是否定的，总的电荷量不变，但是电荷可以在不同的电容上进行分配，导致电容上电压差是变化的，这也是电荷再分配的名称的由来，而能够引起电荷再分配的外界条件就是电容两端的电位。

第一阶段，电容充电，此时C1和C2两端总电荷量Qt，每个电容上的电荷量Q1 Q2取决于并联C1 C2

第二阶段，电荷再分配。此时C1和C2两端总电荷量Qt。 c1 c2的关系变为并联，并且外部电压的VREF和gnd，引发了总的电荷在C1 C2上的重新分配。电荷重新分配之后,C1 C2上的电压自然也就发生了变化。具体分配的多少可以很简单的计算出来。

该公式有两个需要注意的地方：

1. C1的变化方向和VX相同。所以升高VX就可以直接将C1调大.

1. VX的方向和VIN的方向相反，所以比较器输出1时代表的是N>P. 论文中的输入接反了，在传统比较器中输入信号的P应该接在比较器的N，这一点在sansen P2037 PPT 可以验证

2. 结论和阻抗分压一致

上极板采样

上极板采样没有共模电平进来。VIN 和VREF 在同一个周期进入CDAC，一开始就可以比较出符号位，不需要动作开关，因此节省了一bit的量化电容。并且每次比较完之后ADC直接将大的那一侧的电压下拉，简单明了。优点是速度快，开关次数少，功耗小，并且上极板电压在量化过程中只会不断的向下切，没有上升过程，下拉只需要用到N管，可以加快比较速度；缺点是每次只拉单侧的电容，那么比较器的输入共模电压一直在变化

两次Vx电压的推导都是基于C1是高bit，C2是低bit，以第一次比较结果为1为例

由公式可以看出，和传统结构相比VX和VIN成正比，因此VP接在比较器P端；VX和接到VREF上的电容也成正比，和传统结构一致。

Split 电容

VCM-BASED