数字Σ-Δ调制器的FPGA设计与实现

Σ-Δ调制器采用过采样和噪声整形技术,能够在一位量化的情况下保证较高的精度,对后续数字信号处理具有极大的吸引力。本文采用数字化技术,用FPGA实现了一个一阶的数字Σ-Δ调制器,输入为8位信号,FPGA快速方便的特点非常适合这种调制器的实现。     

过采样Σ-Δ ADC中Σ-Δ调制器分析与研究

分析并讨论了过采样Σ-ΔADC中过采样技术和噪声整形技术的工作原理,Σ-Δ调制器的级数对整形效果的影响及调制器的结构选择,并用MATLAB语言的simulink工具箱进行了系统级的仿真。     

基于数字电路的二阶Σ-Δ调制微加速度计

为了简化模拟电路部分的设计,减少模拟电路的干扰,提出了一种基于数字电路的Σ-Δ调制微加速度计.在传统由纯模拟电路搭建的Σ-Δ接口电路基础上,将基于运算放大器的比例放大、微分、积分电路使用现场可编程门阵列(FPGA)进行实现.使用分立元件搭建了PCB板级电路,实现了采样频率为50 kHz的二阶Σ-Δ闭环调制接口电路.测试结果表明:该加速度计灵敏度为1.4 V/gn,系统基带内闭环噪声密度小于400 μgm/Hz1/2.     

基于Σ-Δ ADC热电阻信号采集模块设计

本文设计了一种基于Σ-ΔADC的热电阻信号采集从站模块,比较了工业过程控制中模数转换的三种常用方法,详细介绍Σ-ΔADC原理和硬件电路,给出了软件主要流程图。本模块利用ADS1242这款24位高精度Σ-ΔADC和80C52内核单片机进行多通道热电阻信号的采集和处理,具有实用性强、精度高、可靠性高等优点。     

基于FPGA的∑-△ADC转换器的设计和实现

针对瞬时采样方法只适合变频器模拟量比较平滑且采样频率较高的场合和平均值采样法要求采样频率高、运算速度快的问题,设计了一种基于FPGA的∑-△ADC转换器,介绍了∑-△ADC转换器的结构原理和Sinc3滤波器的设计.该转换器将∑-△调制器和FPGA有效结合,既提高了采样精度,也提高了模拟信号传输的抗干扰能力及检测装置耐压的能力.实验验证了该转换器的正确性.     

频率合成器中Σ-Δ调制器的设计与实现

本文首先介绍了Σ-Δ调制技术的基本原理,分析了一阶及高阶Σ-Δ调制器,最后结合一阶Σ-Δ调制器,给出了在FPGA器件上实现Σ-Δ调制器的设计。仿真结果表明,设计实现了Σ-Δ调制器,通过控制分频器实现了小数分频,方法简单易行。与运用Matlab软件仿真的结果完全一致,并进一步证实了高阶数字Σ-Δ调制对量化相位噪声的高通整形特性,从而有效地解决了小数分频频率合成器中的小数杂散问题,具有很高的实用性。     

18位高精度音频Σ-ΔDAC设计

采用基于过采样Σ-ΔDAC调制技术设计的音频D/A转换器,对量化噪声进行有效整形,提高了分辨率和带内信噪比(SNR)。重点对Sigma-delta设计进行了详细分析,给出了有关电路结构和仿真结果。芯片已在TSMC 0.18μm CMOS工艺上流片成功,在工作频率6.144MHz时动态范围达128.6dB,信噪比109.5dB,总谐波失真达-117.2dB。     

智能温度传感芯片中Δ-Σ调制器的设计

从模数转换的基本理论出发,在对一阶Δ-Σ调制器原理深入解析的基础上,得到Δ-ΣADC动态输入范围的计算方法。利用Matlab simulink建立了二阶Δ-Σ调制器系统模型,对调制器电路进行仿真和参数优化,对其性能进行了有效评估。使用轨对轨折叠式共源共栅运算放大器作为调制器的积分器,增大了调制器的动态输入范围;设计的高速比较器将NMOS负载管交叉耦合从放大器输出端引入正反馈,提高了转换速度。设计实现了一款适用于14 bit温度转换芯片的二阶△-∑调制器,信噪比SNR可达87 dB。     

高精度电容式MEMS加速度计系统设计

在传统Σ-Δ架构基础上,引入了低精度高速模/数转换器(ADC),将前置放大器输出的模拟电压信号转换为数字信号,有利于简化电容式微电子机械系统(MEMS)加速度计系统模拟接口电路设计.在嵌入ADC的MEMS加速度系统中,采用过采样平均数字算法对信号进行估计,有效降低系统对前置放大器噪声性能的需求,利于实现低功耗和高精度的设计目标.仿真结果表明:与未采用过采样平均技术相比,当前置放大器输出等效噪声大于1μV/Hz时,系统的信噪比(SNR)提高了约10dB.     

MSC1210Y5的便携式高分辨率电子温度计

介绍一种基于MSC1210Y5内部集成的高精度温度传感器和Σ-Δ模/数转换器的电子温度计;详细说明该电子温度计的硬件构成及其基于过采样和求均值算法的设计方法,并对现场实验结果进行分析.实验表明,该温度计完全满足常规环境下测量温度的需要,具有较高的实用价值.     

一种基于SoC的高精度电子血压检测仪

一种基于单片集成系统(SoC)的高精度电子血压检测仪。该系统采用基于Σ-Δ型A/D转换器的ADμC848作为核心处理器,并应用形态滤波等信号处理算法,简化了电路的设计和实现,提高了系统的可靠性和稳定性。     

基于Δ-Σ技术和FPGA的数据采集系统

为了改善传统数据采集系统运算能力差、分辨率低、可靠性低等缺点,结合Δ-Σ技术和FPGA,设计了一种多通道、高分辨率、宽动态范围的新型数据采集系统。提出了一种由Δ-ΣA/D转换芯片、高性能FPGA和DSP组成的数据采集系统方案及其硬件电路实现方法。系统利用A/D器件对信号进行滤波、放大、差分转换和模数转换,利用FPGA设计内部模块和时钟信号进行电路控制及实现数据缓存、数据传递等功能,由高速DSP芯片核心控制,对采样数据进行实时处理。系统能实现24位高分辨率、宽动态范围的信号数据采集与高速实时处理,可用于电压、电流、温度等参量的采集系统中。     

一种低压工作的开关电流Σ-Δ调制器

基于全差分开关电流存储单元,设计了一种二阶开关电流Σ-Δ调制器。采用标准0.18μm数字CMOS工艺,在spectre仿真器下进行优化仿真。实验表明,调制器在1.8 V工作电压、5 MHz采样频率、125倍过采样率下,输出波形与Matlab下的行为仿真波形接近,具备调制功能并达到12 bit分辨率。与类似研究相比,本设计在相当的分辨率条件下,实现了低电压工作。     

20位Σ-Δ立体声ADA电路TLC320AD75C 的接口电路设计

介绍了Σ-Δ型ADC和DAC的特点及构成,并详细论述了Σ-Δ型立体声ADA电路TLC320AD75C的模拟与数字音频数据接口技术、DAC的串行控制接口技术及该类器件的使用注意事项.     

基于四模锁相环频率合成器的分析与仿真

频率合成器是卫星导航信号模拟器的主要构件之一,其相位噪声特性直接决定模拟器的性能,对模拟器产生的信号精度和准确性都起着决定性的作用;为此设计了一种基于Δ-Σ调制的高性能、低相噪四模PLL频率合成器,对其相位噪声的传递和分频器的工作原理进行了分析,给出了相位噪声预测公式,可相对更准确的计算出信号相位噪声;仿真结果表明,同传统的F-N锁相环频率合成器相比,基于Δ-Σ调制的四模PLL频率合成器能更好的降低PLL带内噪声,可有效提升频率合成器的相噪性能。     

高精度回声数据采集模块的设计

介绍了一种基于Σ-Δ型24位模数转换器的采集系统,系统实现增益0~60 d B可调节,输入信号几微伏到几十毫伏的高精度采集,多种频率的滤波输出;采用FPGA实现对模数转换器的配置、控制和数据读取,采集的大量数据缓存到外部Flash,由DSP读取并进行FIR滤波处理后通过RS422接口发送到主机进行回波识别。     

基于SPCE061A的高精密电子秤设计与实现

设计了一款最大测量范围为600g,最小测量分度为0.01g,精度达到六万分之一的高精密电子秤。该电子秤以凌阳16位单片机SPCE061A为核心,Σ-ΔADC为主要称重采集部件;采用了硬件电路抗干扰和软件滤波等技术,以保证整机的精度和稳定性;同时该系统还为用户提供了智能、友好的用户界面和接口。     

Σ-△式ADC前端特性与应用特点分析

论文通过研究△调制和Σ-△调制的演变过程,深入分析了Σ-△式ADC调制前端的过采样原理、噪声产生原因以及电路的噪声成形滤波作用,同传统的奈奎斯特频率采样的ADC相比,归纳出八条应用特点.合理运用这些特点,可以优化辅助电路的设计,使系统整体性能最优.     

一种采用嵌套斩波技术的Σ-Δ调制器的设计

针对MEMS传感器输出电压小并且频率低的特点,本文设计了一种低噪声嵌套斩波Σ-Δ调制器。该调制器采用单环积分器级联前馈（CIFF）结构与嵌套斩波技术结合,降低了传感器接口电路的低频噪声,并减小了CMOS电路中斩波开关引入的残余失调电压。仿真结果表明,本文提出的嵌套调制器可以有效抑制低频噪声。采用嵌套斩波Σ-Δ调制设计,在100 Hz信号带宽内,调制器最高信噪比达到109dB,即17.8 bits的有效位数,满足了MEMS传感器低频微弱信号检测的要求。     

AD7705及其在漏泄电流测试仪中的应用

介绍了16位Σ-Δ型模数转换器AD7705的结构组成和性能特点,详细阐述了AD7705在铁路专用漏泄电流测试仪中的应用,并给出了关键的C源代码,最后指出了实际应用中需要注意的几个细节。