基于∑-△调制的闭环D类放大器的系统分析

文章提出了一种新型的D类放大器的结构.D类放大器具有效率高的优点,因此在很多功耗低功耗设备中得到应用.但传统的D类放大器是开关型放大器,又是开环系统,所以不可避免的在输出信号中表现出较大的非线性,也无法抑制由于电源波动在输出级引入的噪声.在传统开环放大器的基础上同时引入∑-△调制技术以及闭环系统的概念,可有效抑制了传统开环放大器的非线性,并减小由于电源波动在输出级引入的噪声.文章先以1阶∑-△调制为例,理论分析∑-△调制在闭环系统中对D类放大器非线性和噪声的抑制作用,然后以7阶∑-△调制为例,用Simulink对系统进行建模和仿真,从而验证系统的正确性和有效性.     

一种基于二阶Σ-Δ调制的D类放大器的设计

D类放大器具有高效率、低功耗的优点,因此在便携式设备中得到广泛应用.然而,传统的D类放大器一般都是开环结构,其非线性和低电源抑制比已成为不可避免的问题.在传统结构的基础上引入Σ-Δ调制技术,可有效改善非线性和低电源抑制比.文章对传统结构和基于Σ-Δ调制的结构进行比较,在一阶Σ-Δ调制的基础上,引入一种新颖的2阶Σ-Δ调制技术,最后制定了详细的系统设计方法,采用Charter 0.35 μm工艺进行仿真.仿真结果验证了设计的有效性.     

基于∑-Δ调制的新型数字功率放大器设计

分析了二阶Σ-Δ调制技术的原理,设计了基于过采样、插值滤波和噪声整形技术、 Σ-Δ调制的数字D类功率放大器,并进行了建模仿真。仿真结果表明,设计的Σ-Δ调制数 字 功率放大器输出信噪比高,开关损耗小,整个系统工作频率低。Σ-Δ调制新型数字功率放 大器可以用低端硬件方便实现,有很好的应用价值。     

闭环数字输入D类放大器实现卓越音质

传统的开环设计D类放大器对电源的纹波电流很敏感，会把耦合至音频段的纹波放大，产生音频干扰，因此通常需要精密设计、成本较高的低纹波电流电源。 德州仪器（TI）的数字输入20W立体声D类扬声放大器TAS5706采用闭环反馈技术，实现了出色的电源抑制比（PSRR），可补偿电源纹波对功放的影响，降低耦合至音频段的电源噪声，放宽了对电源的要求，在电压波动时也可保持恒定的输出功率，允许工程师设计更低成本的电源。     

基于ΣΔ调制的D类放大器系统设计与仿真

针对传统D类放大器脉宽调制技术引起的电磁干扰问题,将一个5阶低通ΣΔ调制器应用于一种带反馈闭环结构的D类放大器中。通过建立ΣΔ调制D类放大器的非理想模型,考察输出信号的功率谱特性。仿真分析表明,该模型能够有效抑制低频段的噪声和谐波失真,在基带内实现较高的信噪比,应用于D类功放,与传统脉宽调制方式相比,有效地改善电磁干扰性能。     

Σ-Δ调制器MASH 模型的结构寄生研究

Σ-Δ调制小数分频频率合成器利用噪声成型技术,将量化噪声的频谱搬移到频率高端,借助锁相环路的低通特性对这种高频噪声进行抑制,不但实现了锁相环输出频率的精细步进,而且解决了小数分频存在的尾数调制问题。然而,作为有限状态机,特定输入情形下会形成特有的杂散谱,即Σ-Δ调制器的结构寄生。介绍了Σ-Δ调制器MASH模型的结构寄生,详细推导了1 阶、2 阶和3 阶MASH 模型的输出序列长度关系式,揭示了序列长度与输入数值和累加器初始值密切关系,获得了避免极短序列长度的有效方法,有效消除了结构寄生,为高性能Σ-Δ调制小数分频频率合成器的设计提供了理论依据。分析方法也适合其它新型调制器结构寄生的分析,具有重要意义。     

用于D类放大器的ΔΣ调制器系统分析与设计

D类放大器具有效率高、功耗低的优点,已逐渐被应用到音频领域。为了克服传统D类放大器的内在缺陷,引入了ΔΣ调制技术以及闭环特性。但由于ΔΣ调制技术的系统设计对整个放大器非常重要,而且设计方法较复杂,因此需要借助于Matlab工具。分析了ΔΣ调制技术对D类放大器的非线性、噪声和EMI等性能的改善,对几种高阶ΔΣ调制器结构进行比较分析,最后制定详细的系统设计方法、步骤,并用Matlab工具进行系统建模与仿真。通过仿真结果,验证了设计系统的有效性,从而为实际电路设计提供基础。     

用于D类放大器的△∑调制器系统分析与设计

D类放大器具有效率高、功耗低的优点，已逐渐被应用到音频领域。为了克服传统D类放大器的内在缺陷，引入了△∑调制技术以及闭环特性。但由于△∑调制技术的系统设计对整个放大器非常重要，而且设计方法较复杂，因此需要借助于Matlab工具。分析了△∑调制技术对D类放大器的非线性、噪声和EMI等性能的改善，对几种高阶△∑调制器结构进行比较分析，最后制定详细的系统设计方法、步骤，并用Matlab工具进行系统建模与仿真。通过仿真结果，验证了设计系统的有效性，从而为实际电路设计提供基础。     

Σ-ΔA/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Σ-Δ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Σ-Δ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Σ-Δ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。     

基准电压波动对Σ-Δ A/D转换性能的影响

Σ-ΔA/D转换器需要一个基准电压作为参照进行模/数转换,因此,基准电压上的任何变化都会直接影响到A/D转换的结果。文章推导分析了基准电压的DC及AC波动对Σ-ΔA/D转换结果的影响机制,并用一个三阶Σ-ΔA/D转换器实例,在Matlab仿真环境中验证了分析结果。文章的结论可用于指导Σ-ΔA/D转换器芯片中带隙基准源模块的电源抑制比设计。     

高阶Σ-Δ调制器中运算放大器(OTA)的设计

介绍了五阶Σ-Δ调制型模数转换器中放大器的设计过程.引入一种新型的采用交叉耦合差分输入负电阻负载的运放.     

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.     

一种消除失调电压的增量型Σ-Δ调制器

基于增量型Σ-Δ调制器理论,利用Matlab的Simulink仿真工具,建立了考虑非理想因素的3阶前馈式增量型Σ-Δ调制器系统模型,并进行了仿真。仿真结果显示,信号噪声比达到98.2 dB,有效输出位达到16.02位。引入消除失调电压的技术后,基于宏力半导体0.18 μm标准CMOS工艺,对3阶前馈式增量型Σ-Δ调制器进行电路和版图设计,Spice后仿真结果显示,信号噪声比达到92.79 dB,有效输出位达到15.12位。     

微型加速计全差分Σ-Δ接口IC

主要描述一种加速度感应系统全差分Σ-ΔCMOS接口IC。电容传感器接口由一个前端可配置开关电容(SC)电荷放大器和一个末端,一阶SCΣ-Δ调制器组成。本设计采用开关双采样技术(CDS)来消减低频噪声,能有效地隔离高性能Σ-Δ调制器和MEMS传感器。采用0.35μm CMOS技术,在3.3 V电源环境下能够理想工作。仿真结果显示该设计能达到0.55 V/g的精度。     

一种用于16位Σ-Δ A/D转换器的跨导放大器

介绍了一种采用0.5μm CMOS工艺的轨到轨输入共栅共源带输出阻抗增强结构的跨导放大器电路。该放大器用在一个8倍过采样率,输出速率500 kps的16位二阶Σ-Δ加流水线型结构的A/D转换器中,位于Σ-Δ环路的第一级,完成过采样、相减求差和残差放大的功能,是整个A/D转换器的重要模拟电路单元。在5 V电源电压下,该放大器的仿真结果为直流增益大于90dB,单位增益带宽大于100 MHz,相位裕度大于75°。     

基于Σ-Δ的地震采集系统前置放大器探讨

作为石油勘探中使用的地震数据采集系统,目前主要采用Σ-Δ技术完成A/D转换。而其在整个电压范围内,依线性要求,地震数据采集中的时域起始段大信号与时域后段反射层的小信号,共用同一增益的前置信号放大器,因前置放大器对大信号不能过载,限制了小信号在前端采集时的放大处理。为了更好地在小信号放大上发挥Σ-ΔA/D转换器的强噪声抑制能力、良好的24位处理能力,通过信号分析,提出采用非线性前置放大器的方法,对大、小信号的增益分别处理,并完成了相应的仿真设计。     

一种四阶Σ-Δ调制器的设计与实现

文章采用自上而下(TOP-DOWN)分析方法,对单环结构的四阶Σ-Δ调制器进行了系统设计与仿真,电路设计与仿真。在系统级提出了基于systemview的高层次建模,通过系统仿真确定了关键的电路参数和性能指标。并采用前馈的方法避免了运算放大器的非线性造成调制器失真。在电路结构级采用了全差分形式,利用开关电容电路。再配合互不重叠时钟的控制,构造出系统所需的开关电容积分器。并且采用截断(chopping)技术,减小实际电路中的闪烁噪声。     

大功率低THD+N的D类音频功率放大器

为了减小D类放大器,尤其是大功率D类音频放大器的总谐波失真加噪声(THD+N),提出了二阶双反馈闭环结构,有效改善了失真、电源抑制和信噪比等主要性能;通过引入前馈结构,改善了输入信号动态范围.基于CSMC 0.5 μm BCD工艺,采用该结构实现的双声道2×10 W D类音频功率放大器采用全差分结构和全桥输出,THD+N低至0.05%,PSRR可达82 dB @1 kHz,效率高于90%.     

Σ-Δ调制技术在小数分频器中的应用

小数分频技术解决了锁相环频率合成器中鉴相频率和输出频率分辨率的矛盾。但一般的小数分频技术引入了严重的小数杂散问题。因为Δ-Σ调制技术对噪声具有整形的作用,把Σ-Δ调制技术应用在小数分频频率合成器中,与传统的PLL(锁相环)频率合成器相比具有明显的优越性,他可以提供很宽的频率范围、极高的频率分辨率、较低的单边带相位噪声以及良好的杂散性能。     

一种用于音频Σ-ΔA/D转换器的CMOS带隙电压基准源

在传统带隙基准电压源电路结构的基础上,通过在运放中引入增益提高级,实现了一种用于音频Σ-ΔA/D转换器的CMOS带隙电压基准源。在一阶温度补偿下实现了较高的电源抑制比(PSRR)和较低的温度系数。该电路采用SIMC 0.18-μm CMOS工艺实现。利用Cadence/Spectre仿真器进行仿真,结果表明,在1.8 V电源电压下,-40～125℃范围内,温度系数为9.699 ppm/℃;在27℃下,10 Hz时电源抑制比为90.2 dB,20 kHz时为74.97 dB。