高精度Sigma-Delta調(diào)制器的研究與設計.pdf

1、近年來，由于微電子技術的發(fā)展，模擬信號處理、數(shù)字信號處理都取得了長足的進步。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)作為連接模擬世界和數(shù)字世界之間的橋梁正發(fā)揮著越來越重要的作用。而且隨著計算機、無線通訊等行業(yè)的飛速發(fā)展，對ADC的速度、精度等性能不斷提出了更高的要求。
　　 Sigma-Delta ADC通過采用噪聲整形與過采樣技術相結(jié)合的方式，有效抑制了信號帶內(nèi)的量化噪聲，大幅度提高了輸出帶內(nèi)的信噪比。同時，它充分利用了數(shù)字電路規(guī)模加大，速度加快

2、和成本下降的發(fā)展趨勢，降低了傳統(tǒng)高精度ADC對模擬電路性能指標和元器件匹配度的苛刻要求。Sigma-Delta ADC是迄今為止高精度模數(shù)轉(zhuǎn)化器的主流結(jié)構，日益成為ADC設計領域中的研究熱點之一。
　　 本文進行了應用于心電信號處理芯片中的24位Sigma-Delta Modulator(SDM)的研究與設計。首先通過對傳統(tǒng)Nyquist率轉(zhuǎn)換器與過采樣轉(zhuǎn)換器進行比較，論述了Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理和特性；然后

3、提出了一種新型的多位量化一位反饋的級聯(lián)Sigma-Delta調(diào)制器，并介紹了它的優(yōu)點；特別針對級聯(lián)結(jié)構調(diào)制器中的失配和開關電容積分器的非理想特性進行了詳細的討論，建立了SDM模擬部分各模塊的非理想模型，提出了各單元模塊的主要指標；本設計的Sigma-Delta調(diào)制器采用2-1-1級聯(lián)結(jié)構和多位量化器一位反饋的形式，調(diào)制器采用全差分開關電容電路實現(xiàn)；同時對整個調(diào)制器的各個模塊進行了電路設計，包括跨導放大器、開關電容積分器、量化器、兩相非交