低电压∑-△调制器关键技术及设计实例

介绍了低电压开关电容∑-△调制器的实现难点及解决方案,并设计了一种1V工作电压的∑-△调制器。在0．18μm CMOS工艺下,该∑-△调制器采样频率为6．25MHz,过采样比为156,信号带宽为20kHz;在输入信号为5．149kHz时,仿真得到∑-△调制器的峰值信号噪声失真比达到102dB,功耗约为5mW。     

一种具有改进积分器结构的高阶∑-△调制器

设计了一个五阶单回路∑-△调制器，最高输入信号频率22kHz。通过改进积分器的结构，显著减小了开关电荷注入效应引起的调制器的谐波失真。整个电路采用0．6μm CMOS工艺设计。仿真显示，当采样频率为6MHz时，调制器的SNDR达到123dB，SNR超过125dB，满足18位A／D转换器的精度要求。     

适用于高阶∑△调制器的全差分运算放大器的设计

比较了增益自举式共源共栅、折叠式共源共栅和套筒式A／A类三种常用的运算放大器结构．提出了一种可用于各种高阶∑△调制器的全差分运算放大器。采用SIMC0．35μm标准CMOS工艺．完成了含共模反馈电路的全差分套筒式运算跨导放大器的设计。仿真结果表明放大器的直流增益为84．5dB,单位增益带宽为199MHz,相位裕度为51°,电路工作可靠,性能优良。     

基于∑-△ ADC的低功耗运算放大器设计

介绍了一种用于∑-△ADC的低功耗运算放大器电路.该电路采用全差分折叠-共源共栅结构,采用0.35 μm CMOS工艺实现,工作于3 V电源电压.仿真结果表明,该电路的动态范围为80 dB、直流增益68 dB、单位增益带宽6.8 MHz、功耗仅为87.5 μW,适用于∑-△ ADC.     

宽带∑-△A/D转换器中数字抽取滤波器的设计与验证

无线便携式移动设备与宽带intemet接入技术的发展,对∑-△A/D转化器的带宽要求越来越高。文中结合前端5阶宽带乏△调制器,设计了一种降低功耗与面积的数字抽取滤波器,应用于宽带高精度AD转换器中。MATLAB／simulink仿真结果表明,经过数字抽取滤波器滤波后信噪比为97．8dB,通带边界频率为1．8MHz,最小阻带衰减为70dB,通带内波纹0．0025dB,可满足设计要求。∑-△A/D转换器高精度、低功耗的优点,可广泛应用于中特种设备检验检测仪器仪表中。     

一种高性能多位量化∑-△调制器的设计

实现了一种适用于信号检测的低功耗∑-△调制器.调制器采用2阶3位量化器结构,并使用数据加权平均算法降低多位DAC产生的非线性.调制器采用TSMC 0.18 μm混合信号CMOS工艺实现.该调制器工作于1.8V电源电压,在50 kHz信号带宽和12.8 MHz采样频率下,整体功耗为3 mW,整体版图尺寸为1.25 mm×1.15 mm.后仿真结果显示,在电容随机失配5‰的情况下,该调制器可以达到91.4 dB的信噪失真比(SNDR)和93.6 dB的动态范围(DR).     

一种用于过采样∑-△ A／D转换器的抽取滤波器

采用0．8μm CMOS工艺，实现了一种用于过采样∑-△ A／D转换器的数字抽取滤波器。该滤波器采用多级结构，梳状滤波器作为首级，用最佳一致逼近算法设计的FIR滤波器作为末级，并通过位串行算法硬件实现。芯片测试表明，该滤波器对128倍过采样率、2阶∑-△调制器的输出码流进行处理得到的信噪比为75dB。     

一种应用于无线通信的低电压低功耗Σ-D调制器的设计

文章首先分析了低电压对于低功耗CMOSΣ-"调制器设计提出的挑战,使用了自顶向下的设计策略,利用Hspice和Simulink对开关电容放大器和开关电路非理想特性建模,通过Matlab优化低功耗结构的运算放大器电路参数,最后给出了系统仿真结果。仿真结果显示,使用0.18#m2p6mCMOS工艺设计的Σ-"调制器在1.5V低电源电压条件下,信号带宽为200KHz,峰值信噪比达到93.5dB,动态范围为96.3dB,满足了GSM/PCS1800/DCS1900等无线应用的要求。     

一种14位、1．4MS／s、多位量化的级联型∑△调制器

在0.6μm CMOS工艺条件下设计了一种适合DECT(Digital Enhanced Cordless Telephone)标准的1.4MS／sNyquist转换速率、14位分辨率模数转换器的∑△调制器。该调制器采用了多位量化的级联型(2—1—1 4b)结构，通过Cadence SpectreS仿真验证，在采样时钟为25MHz和过采样率为16的条件下，该调制器可以达到86．7dB的动态范围，在3．3V电源电压下其总功耗为76mW。     

基于过采样技术的∑-△ A／D转换器的设计

采用基于过采样的∑-△调制技术，设计音频A／D转换器，对量化噪声进行有效的整形，提高了分辨率和带内信噪比（SNR）。对设计进行了详细分析，并给出了有关的电路结构和仿真结果。芯片已采用TSMC 0．18μm CMOS工艺流片成功，在工作频率5．6448 MHz时，该A／D转换器的动态范围达101dB，信噪比为98．2dB，总谐波失真达0．0016％。     

14-b 400-ksps 2.5-mW连续时间∑-Δ调制器

连续时间∑-△调制器较之传统的开关电容∑-△调制器具有更低的功耗、更小的面积,以及集成抗混叠滤波器等诸多优势.设计了一种应用于低中频GSM接收机的4阶单环单比特结构的连续时间∑-△调制器.在调制器中,采用了开关电容D/A转换器,以降低时钟抖动对性能的影响.仿真结果显示,在1.8 V工作电压、200 kHz信号带宽、0.18 μm CMOS工艺条件下,采样频率21 MHz,动态范围(DR)超过90 dB,功耗不超过2.5 mW.     

应用于无线传感网络 SOC的低功耗∑△调制器

提出了一种应用于无线传感网络 SOC过采样率（OSR）为128的单环三阶单比特量化∑△调制器．通过采用新型前馈结构,降低了系统对运算放大器性能的要求;通过采用新颖的两级Class A/AB运算放大器实现积分器电路,有效降低了电路的功耗;为了进一步降低电路功耗,对调制器中的第二级、第三级运放进行了缩放．该调制器采用华虹0．18μm CMOS工艺,输入信号带宽为8 kHz ,工作电压1．8V ．后仿真结果表明：在输入信号频率为5 kHz、采样时钟为2．048 M Hz时,调制器的信噪比（SNR）达到96dB ,整个调制器的功耗仅为180μW ,芯片总面积为0．51 mm2．     

∑-△调制器在SIMULINK下的噪声模型

为了满足在行为级对∑-△调制器进行完整仿真的需要，提出了在SIMULINK环境下∑-△调制器的噪声模型，包括采样时钟抖动、开关热噪声(kT／C噪声)、运算放大器的有限增益、有限带宽、压摆及饱和电压等非理想因素。在给出具体噪声模型的基础上，构造出二阶∑-△调制器模型。通过仿真，验证了噪声模型的正确性。     

∑-△调制器在非理想环境中的仿真

摘要：介绍了一整套Simulink模型，利用其可以对任何∑-△调制器的性能进行详尽的仿真。给出的模型中考虑了大量∑-△调制器的非理想因素，例如采样时钟抖动、kT／C噪声和运算放大器参数(噪声、有限增益、有限带宽、转换速率和饱和电压)等。针对每个模型给出了详尽描述和所有实现细节。文中所有仿真的对象为一典型的二阶SC ∑-△调制器结构。最后的仿真结果论证了仿真模型的正确性。     

一种2-1-1型MASH ∑-△调制器的系统设计

∑-△调制器的结构日趋复杂,用行为级模型进行仿真对提高设计效率来说是十分必要的。首先,文章讨论了开关电容∑-△调制器几种重要的非理想因素,例如时钟抖动、开关引起的非线性、开关热噪声、运放的非理想因素（等效输入噪声、有限直流增益、有限带宽、摆率和有限输出摆幅）,并且相应给出了在MATLAB／SIMULINK环境下创建的行为级模型。然后,文章基于上述模型给出了一个2-1-1MASH∑-△调制器行为级设计的例子。在给定过采样率为64的条件下,采样频率19．2MHz,调制器动态范围95dB,峰值信噪比94dB。     

A 16 bit Stereo Audio ΣΔ A/D Converter

提出了一种16位立体声音频新型稳定的5阶∑△A/D转换器.该转换器由开关电容∑△调制器、抽取滤波器和带隙基准电路构成.提出了一种新的稳定高阶调制器的方法和一种新的梳状滤波器.采用0.5μm 5V CMOS工艺实现∑△A/D转换器.∑△A/D转换器可以得到96dB的峰值SNR,动态范围为96dB.整个芯片面积只有4.1mm×2.4mm,功耗为90mW.     

一种16位音频∑△ A/D转换器

提出了一种16位立体声音频新型稳定的5阶∑△A/D转换器.该转换器由开关电容∑△调制器、抽取滤波器和带隙基准电路构成.提出了一种新的稳定高阶调制器的方法和一种新的梳状滤波器.采用0.5μm 5V CMOS工艺实现∑△A/D转换器.∑△A/D转换器可以得到96dB的峰值SNR,动态范围为96dB.整个芯片面积只有4.1mm×2.4mm,功耗为90mW.     

1.8V音频∑△调制器的设计

介绍了一种适用于语音信号处理的16位24 kHz ∑△调制器.该电路采用单环三阶单比特量化形式,利用Matlab优化调制器系数.电路采用SIMC 0.18μm CMOS工艺实现,通过Cadence/Spectre仿真器进行仿真.仿真结果显示,调制器在128倍过采样率时,带内信噪比达到107 dB,满足设计要求.     

基于∑-ΔADC的低功耗运算放大器设计

介绍了一种用于∑-ΔADC的低功耗运算放大器电路。该电路采用全差分折叠-共源共栅结构,采用0.35μm CMOS工艺实现,工作于3 V电源电压。仿真结果表明,该电路的动态范围为80 dB、直流增益68 dB、单位增益带宽6.8 MHz、功耗仅为87.5μW,适用于∑-ΔADC。     

∑-△A/D转换器中电压放大型运放的高线性度设计

高阶、高精度是当前∑-△调制器的设计趋势，随着系统结构越来越复杂，带内量化噪声的噪声背景逐渐降低，已不再成为制约调制器精度的主要瓶颈。整个系统的线性失真度对调制器最终精度的影响越来越大，甚至成为决定因素。为提高∑-△调制器的线性度，对运算放大器这一主要非线性源进行了深入的分析，并提出若干优化方案。最后，通过一个三阶单环∑-△调制器结构进行了仿真验证。采用电压放大、AB类输出的运算放大器结构，大大减小了系统功耗。