16-bit低功耗過采樣∑-Δ調(diào)制器的設(shè)計.pdf

1、本文首先詳細(xì)分析了Sigma-Delta型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理,介紹了Sigma-Delta調(diào)制器的性能參數(shù)和設(shè)計技術(shù),得出了Sigma-Delta調(diào)制器實際上是一個性能優(yōu)良的噪聲整形器.接著從信號處理的角度提出了Sigma-Delta調(diào)制器的線性模型,導(dǎo)出了高階Sigma-Delta調(diào)制器的設(shè)計方法.根據(jù)該線性模型,并考慮輸入噪聲的影響,將L階調(diào)制器設(shè)計分解為線性濾波網(wǎng)絡(luò)和非線性量化器的設(shè)計.這樣,既保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定,又使基帶內(nèi)的量化

2、噪聲減至最小,獲得了最佳的量化噪聲整形,將原來在整個頻帶內(nèi)均勻分布的白噪聲推向了高頻端.設(shè)計了噪聲傳遞函數(shù)NTF,并對其進(jìn)行了優(yōu)化.給出了5階Sigma-Delta調(diào)制器的系統(tǒng)級仿真結(jié)果.仿真結(jié)果表明,調(diào)制器的分辨率主要由噪聲傳遞函數(shù)NTF的零極點分布特性決定,說明了所提出的高階Sigma-Delta調(diào)制器設(shè)計方法是可行的.仿真數(shù)據(jù)對調(diào)制器的設(shè)計具有重大意義.最后,在系統(tǒng)級設(shè)計的基礎(chǔ)上,給出了5階Sigma-Delta調(diào)制器的積木塊電路

3、設(shè)計,這些積木塊電路包括:高直流dc增益跨導(dǎo)運算放大器(OTA)、比較器、監(jiān)視器、積分網(wǎng)絡(luò)與反饋網(wǎng)絡(luò)和控制時鐘產(chǎn)生電路等.重點分析了跨導(dǎo)運算放大器(OTA).它是一種線性、完全對稱、電壓可調(diào)的CMOS跨導(dǎo)運算放大器(OTA),利用CMOS交叉耦合差分對作為輸入級,采用不帶任何帶寬限制的負(fù)電阻以補償運放輸出電阻,所以其直流dc增益很高.文章最后給出了所設(shè)計的5階Sigma-Delta調(diào)制器的仿真結(jié)果,仿真結(jié)果表明所設(shè)計的電路性能達(dá)到了預(yù)期