一种高精度音频Σ-Δ调制器的研究北大核心

介绍了Σ-Δ调制器的基本原理,设计了一种适合数字音频应用的16位Σ-Δ调制器。该电路采用Chartered 0.5μm标准CMOS工艺实现,工作电源电压为5V,在工作频率为6.144MHz、过采样率为128时,输入带内信噪比可达107dB。     

用于过采样Σ-ΔA/D转换器的Σ-Δ调制器

分析并讨论了过采样 Σ- Δ A/D转换器中一阶、二阶及高阶级联结构的 Σ- Δ调制器的性能特点 ,并编写 C语言程序进行行为级仿真 ,用 PSpice进行电路级仿真 ,利用 MATLAB工具对其结果进行分析。结果表明 ,Σ-Δ调制器具有噪声整形特性 ,可以提高基带内的信噪比 ,且三阶级联结构中 1 - 1 - 1结构性能最优。Σ- Δ调制器与过采样技术相结合可构成高精度、低成本的 A/D转换器。     

一种用于音频DAC的可重构Σ-Δ调制器的设计

设计了一种适于嵌入式FPGA应用的可重构Σ-Δ调制器,并采用高效的流水线结构实现,它能够被设置为3阶或5阶,可支持不同字长(16-/18-/20-/24-位)PCM数据的满幅输入。通过Matlab仿真,针对16位、44.1 kHz、过采样率为128的输入信号,工作在三阶情况下的调制器可以获得超过100 dB的信噪比(SNR);而在输入为24位1、92 kHz、过采样率为32时,工作在5阶情况下的调制器的信噪比(SNR)超过了150 dB,很好地抑制了通带内的噪声。     

一种适用于数字音频的Δ-ΣD/A转换器

设计了一种适于数字音频应用的18位48 kHz Δ-Σ D/A转换器.其内插滤波器采用时分复用和无需乘法器的设计,降低了硬件开销.Δ-Σ调制器采用5阶单环单比特量化结构,经FPGA平台验证,可实现100 dB的带内信噪比.开关电容(SC)重建滤波器采用CSMC 0.6 μm CMOS工艺实现,核心芯片面积为1.73 mm×1.11 mm,在5 V工作电源下,其功耗小于22 mW.     

14-b400-ksps 2.5-mW连续时间Σ-Δ调制器

连续时间Σ-Δ调制器较之传统的开关电容Σ-Δ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Σ-Δ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2、00 kHz信号带宽、0.18μm 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。     

一种完全前馈式单环多位Σ-Δ调制器

采用0.18 μm CMOS工艺,设计了一款可用于UHF RFID阅读器芯片接收链路的Σ-Δ调制器。该调制器采用单环3阶4位量化结构,由开关电容电路实现。在过采样率为16的情况下,调制器能够处理大于-2 dBFS的输入信号,在1.5 MHz信号带宽内,达到12位以上的有效分辨率。整个调制器在3.3 V工作电压下消耗5 mA电流。     

基于开关电容技术的Σ-Δ调制器的设计

基于0.18μm标准CMOS工艺,设计并实现了一个单环三阶开关电容Σ-Δ调制器。电路采用具有加权前馈求和网络的积分器级联型拓扑结构,采用优化的具有正反馈的单级A类OTA来降低功耗。在设计中,采用电流优化技术来降低运算跨导放大器(OTA)的功耗。Σ-Δ调制器的过采样率为128,时钟频率为6.144 MHz,信号带宽为24 kHz,最大信噪比为100 dB,动态范围为103 dB。电路在1.8 V电源供电下功耗为2.87 mW。     

16位音频ADC非理想型Σ-Δ调制器的建模

对一款适于16位音频A/D转换器的Σ-Δ A/D调制器进行了系统级设计,考虑了影响调制器性能的各种非理想因素,建立了一整套噪声模型,并进行了仿真分析.将仿真结果与未考虑非理想因素的结果进行比较,可以看出,考虑了非理想因素的建模更能预测实际电路的性能,从而更好地为晶体管级电路设计做铺垫.     

1.8V音频Σ-Δ调制器的设计

介绍了一种适用于语音信号处理的16位24 kHzΣ-Δ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。     

Σ-Δ调制器在SIMULINK下的噪声模型

为了满足在行为级对Σ-Δ调制器进行完整仿真的需要,提出了在SIMULINK环境下Σ-Δ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Σ-Δ调制器模型。通过仿真,验证了噪声模型的正确性。     

一种具有改进积分器结构的高阶Σ-Δ调制器

设计了一个五阶单回路Σ-Δ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0.6μmCMOS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。     

低电压Σ-Δ调制器关键技术及设计实例

介绍了低电压开关电容Σ-Δ调制器的实现难点及解决方案,并设计了一种1 V工作电压的Σ-Δ调制器.在0.18 μm CMOS工艺下,该Σ-Δ调制器采样频率为6.25 MHz,过采样比为156,信号带宽为20 kHz;在输入信号为5.149 kHz时,仿真得到Σ-Δ调制器的峰值信号噪声失真比达到102 dB,功耗约为5 mW.     

一种高精度单环高阶Σ-Δ调制器

设计了一种高精度单环3阶Σ-Δ调制器。阐述了Σ-Δ调制器的结构,确定了前馈因子和增益因子等重要参数。对调制器的各种非理想因素,如时钟抖动、开关非线性、采样电容kT/C噪声等,进行了量化分析和行为级建模。采用MATLAB工具进行了系统验证。验证结果表明,调制器的采样频率为100 kHz,信噪比为99 dB,信噪比最大值为104.2 dB,有效精度达16 位。     

一个18位高性能音频Σ-Δ数模转换器

本文介绍了一个采用多比特量化的高性能音频Σ-Δ数模转换器。相对于单比特量化的Σ-Δ DAC来说,多比特量化具有调制器环路设计简单、时钟频率低、杂波小等优点;而由多比特量化引入的失配误差,可以采用DWA误差整形算法,将其转换为高频段噪声外推到信号带外,使带内的噪底降低到单比特量化的水平。为减弱数模串扰,进行了对每个模拟元件都加上保护环的创新尝试。采用上述技术在0.18μm混合信号CMOS工艺上实现了一个18位DAC,芯片面积1.86 mm2。测试结果表明,数模转换器的信噪失真比(SNDR)和动态范围（DR）分别达到88dB和96dB。     

高阶模拟Σ-Δ调制器设计研究

在简要介绍高阶1位量化Σ-ΔA/D转换器基本原理的基础上,分析了Σ-Δ调制器的噪声特性;介绍了传统线性模型下的噪声传递函数的设计方法。同时,结合实际高阶模拟Σ-Δ调制器的开关电容实现电路,重点对影响调制器性能的非理想因素进行了详细分析,并采用程序建模仿真的方法指导电路设计。与传统设计方法的结果对比表明,文中的方法可以为电路设计提供更加可靠的依据。     

一种高速高精度Σ-Δ调制器的设计

采用多位D/A转换器是Σ-Δ调制器实现高速高精度的主要手段,然而,多位D/A转换器引入非线性却是影响Σ-Δ调制器信噪比的主要因素.讨论了一种具有单位信号传递函数、动态元件匹配实现多位D/A 转换器并对其引入的非线性噪声压缩整形(NSDEM)的Σ-Δ调制器结构;在此结构上进行了Σ-Δ调制器的设计方法研究.行为仿真结果验证了该结构和设计方法的可行性.     

Σ-Δ模拟/数字转换器综述

Σ-ΔA/D转换器是利用速度换取精度的高精度模拟/数字转换器。文章分析了Σ-ΔA/D转换器的产生、组成和优势,重点介绍了Σ-Δ调制器结构及其性能指标,简要介绍了数字抽取滤波器。对Σ-ΔA/D转换器国内外发展状况进行了全面的分析。在此基础上,论述了Σ-ΔA/D转换器未来的发展趋势。     

16位语音Δ-Σ调制器

介绍了一个应用于G.712语音编码的16位2 MHz采样率Δ-Σ调制器(SDM),利用Matlab优化调制器系数,并采用全差分开关电容共模反馈两级跨导放大器和动态比较器降低功耗.模拟结果显示:在2 MHz采样时钟下,输入4 kHz语音信号可获得101 dB信噪比输出,相当于16位精度.电路采用0.18 μm CMOS工艺实现,核心面积为340 μm × 160 μm.电路在1.8 V工作电压和2 MHz采样率下,总功耗约165.6 μW.     

Σ-Δ型A/D转换器基本原理解析

Σ-Δ型A/D转换器以其独特的优势,广泛应用于转换速率在每秒百千次以下的场景中。其核心Σ-Δ调制器虽然结构简单,但工作原理理解却不易,我们独辟蹊径,从初学者易于理解的角度切入,进行原理阐述,然后回归到实际的结构图,最后给出了Σ-Δ调制器的PSpice仿真验证,解决了初学者理解Σ-Δ型A/D转换器工作原理的难题。