高精度Sigma-Delta調(diào)制器的設(shè)計.pdf

1、在過采樣Sigma-Delta轉(zhuǎn)換器中通過采用過采樣、反饋、數(shù)字濾波器等技術(shù)有效降低了系統(tǒng)基帶內(nèi)噪聲，使得Sigma-Delta轉(zhuǎn)換器達(dá)到至少14-bit以上的精度。廣泛應(yīng)用于數(shù)字音頻電路和ADSL等系統(tǒng)中。 本文主要針對Sigma-Delta轉(zhuǎn)換器中的調(diào)制器部分開展研究，在理論研究的基礎(chǔ)上，借助大型EDA工具進(jìn)行了電路設(shè)計，主要包括了以下幾個方面： 第一，對Sigma-Delta調(diào)制器的非線性和非理想特性進(jìn)行了研究，主

2、要分析了高階Sigma-Delta調(diào)制器的穩(wěn)定性和級聯(lián)(MASH)調(diào)制器的不匹配性。在對高階Sigma-Delta調(diào)制器的穩(wěn)定分析時，改進(jìn)了量化器的非線性模型，重點(diǎn)研究了量化器的非線性對系統(tǒng)的影響，給出了NPG判定調(diào)制器穩(wěn)定性的準(zhǔn)則。在對級聯(lián)(MASH)調(diào)制器的不匹配分析時，重點(diǎn)分析了第一級噪聲泄漏對系統(tǒng)性能的影響。 第二，利用Simulink對2-1 MASH Sigma-Delta調(diào)制器的功能模塊積分器、運(yùn)算放大器以及采樣開

3、關(guān)等非理想因素進(jìn)行了建模。模型主要研究了開關(guān)電容電路的熱噪聲，運(yùn)算放大器的參數(shù)(噪聲、增益、帶寬、壓擺率和輸出擺幅)等電路的非理想因素。通過對非理想因素的行為級仿真，提取了電路級的設(shè)計參數(shù)和指標(biāo)。 第三，對調(diào)制器模擬電路模塊進(jìn)行了電路設(shè)計，并采用0.35um CMOS工藝進(jìn)行了仿真驗證。主要針對放大器、第一級積分器、開關(guān)性能等進(jìn)行了優(yōu)化與提高，使256倍過采樣的調(diào)制器具有了20kHz的信號帶寬和16-bit的轉(zhuǎn)換精度。