低功耗二階Σ-ΔADC的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是當(dāng)今集成電路設(shè)計(jì)模擬領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。采用sigma-delta調(diào)制原理和過(guò)采樣原理的模數(shù)轉(zhuǎn)換器廣泛使用在音頻、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)、電子測(cè)量等系統(tǒng)中。此類(lèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換器,為降低信號(hào)帶內(nèi)的量化噪聲功率,而采用噪聲整形技術(shù),為提高模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信噪比,使用過(guò)采樣技術(shù)。
　　sigma-deltaADC由模擬調(diào)制器和數(shù)字抽取濾波器組成,模擬調(diào)制器的噪聲整形性能決定了整個(gè)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的精度。首先對(duì)sigma-deltaADC系統(tǒng)的理論

2、進(jìn)行了深入的研究,而后采用MATLAB軟件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)信噪比等系統(tǒng)要求,設(shè)計(jì)調(diào)制器的階數(shù)以及前饋因子、反饋因子和積分器增益因子等參數(shù),然后再通過(guò)MATLAB對(duì)系統(tǒng)仿真。并且對(duì)各種非理想因素,如運(yùn)放有限直流增益、有限帶寬和擺率、輸出擺幅限制、開(kāi)關(guān)非線(xiàn)性,時(shí)鐘抖動(dòng)、采樣電容kT/C噪聲等都進(jìn)行了量化分析,對(duì)非理想情況下調(diào)制器進(jìn)行了建模與仿真,從而為整個(gè)的電路設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
　　在對(duì)所選用BCD工藝進(jìn)行了分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一款

3、2階單環(huán)一位的調(diào)制器以及降采樣數(shù)字抽取濾波器,調(diào)制器采用2.7V全差分電路結(jié)構(gòu),數(shù)字濾波器采用3級(jí)CIC濾波器。根據(jù)Foundry工藝模型參數(shù),使用Spectre對(duì)ADC的各模塊電路及系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真,采用HHNEC0.18μmBCD工藝流片,芯片面積為800um×950um。在過(guò)采樣率128,時(shí)鐘頻率1MHz,帶寬4kHz下,實(shí)測(cè)精度達(dá)到了12.21位,動(dòng)態(tài)范圍75.3dB。滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。從而證明了理論分析的正確性和設(shè)計(jì)方案的可行性