低功耗16位精度Sigma-Delta調(diào)制器設(shè)計.pdf

1、Sigma-Delta ADC不同于奈奎斯特(Nyquist)采樣率ADC，采用過采樣原理與噪聲整形技術(shù)，把大部分噪聲功率移到信號頻帶之外，然后用數(shù)字濾波器濾除信號頻帶外噪聲，從而達到很高的信噪比。對模擬器件的精度和匹配性的要求低，能夠?qū)崿F(xiàn)Nyquist采樣率ADC達不到的精度，成為實現(xiàn)中低速、高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)。隨著CMOS工藝特征尺寸的不斷下降，為了保證器件穩(wěn)定性，電源電壓不斷降低；同時便攜式設(shè)備對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的功耗要求越來越

2、高，這使得低壓低功耗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器成為研究熱點。針對筆記本電腦電池管理芯片，設(shè)計了一款16位的低壓低功耗Sigma-Delta調(diào)制器，用于筆記本電池剩余電量的檢測。
　　本文首先介紹了Sigma-Delta ADC的發(fā)展概況、基本原理以及基本結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)之上，設(shè)計了一個三階前饋結(jié)構(gòu)的Sigma-Delta調(diào)制器，并引入了零點優(yōu)化技術(shù)。前饋結(jié)構(gòu)能夠降低積分器的輸出擺幅，從而降低了運放的設(shè)計復(fù)雜度和由運放的非線性造成的環(huán)路濾波器的諧波失

3、真，更適合于低功耗設(shè)計。考慮到低功耗實現(xiàn)，調(diào)制器采用一位量化器，以降低求和電路的復(fù)雜度，并且一位量化器具有固有的線性度，能夠避免由于多位DAC的精度帶來的對整個調(diào)制器的線性度和精度的影響；零點優(yōu)化技術(shù)能夠提高系統(tǒng)能夠達到的最大信噪比，但較小的零點反饋因子使得電容大小懸殊，增大了芯片面積和功耗，為此引入一種專門應(yīng)用于零點優(yōu)化技術(shù)的改進型積分器，能夠很好的均衡電容的大小。針對SMIC0.18μmCMOS工藝，1.8V電源電壓，完成了各個模塊