高阶模拟∑-Δ调制器设计研究

在简要介绍高阶1位量化∑-ΔA／D转换器基本原理的基础上，分析了∑-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∑-Δ调制器譬开关电容实现电路，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。     

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。     

高阶模拟∑-△调制器设计研究

在简要介绍高阶1位量化∑-△A/D转换器基本原理的基础上,分析了∑-△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∑-△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.     

Σ-Δ调制器的非理想特性建模与验证

Σ-Δ调制器是常用于混合信号电路中的一个关键模块.基于一个的二阶低通调制器,对包括非理想开关、色噪声模型、非线性运放直流增益和多比特量化器中的电容适配在内的非理想效应,进行了分析和建模.该调制器在HJTC 0.18μm工艺下实现并进行了流片测试.通过对行为级仿真和实际测试数据的对比,验证了提出的高层次建模方法,可以准确高效地指导调制器系统级和电路级设计.     

一种改进的开关电容Σ-Δ调制器的行为模型

提出了一个开关电容Σ-Δ调制器的行为级模型。该模型不仅考虑了通常非理想特性,包括取样的抖动、kT/C噪声、有限带宽、有限摆率、电荷注入,还考虑了对系统性也有很大影响的开关的非零、非线性导通电阻。提出的模型在Simulink中实现,并与Cadence SPICE的电路级仿真进行了比较验证,二者具有较好的一致性。     

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。     

高阶Σ-Δ调制器的非理想特性分析与建模

文章对2-1-1级联结构的高阶Σ-Δ A/D调制器的非理想特性,包括时钟抖动、MOS开关噪声、比较器迟滞性、放大器的输入噪声、单位增益带宽和有限直流增益等,进行了分析,提出了基于Matlab的高层次建模方法.通过系统仿真确定关键的电路参数和性能指标,在较高层次指导A/D转换器的电路结构级和晶体管级设计.     

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调制器在非理想环境中的仿真

介绍了一整套Simulink模型,利用其可以对任何Σ-Δ调制器的性能进行详尽的仿真.给出的模型中考虑了大量Σ-Δ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 Σ-Δ调制器结构.最后的仿真结果论证了仿真模型的正确性.     

一种四阶2-1-1级联Σ-Δ调制器的MATLAB建模分析

对4阶2-1-1Σ-Δ调制器采用MLTLAB中的SIMULINK工具箱完成其行为级建模,在此基础上分析了各种非理想因素对调制器性能的影响.根据MATLAB系统仿真结果,获得了对时钟抖动、噪声、运放有限增益等参数的设计限制,并为Σ-Δ调制器的电路设计提供了具体参数约束指标.级联Σ-Δ调制器的MATLAB建模分析同样适应于单环高阶Σ-Δ调制器的系统设计.     

一种高精度音频Σ-Δ调制器的研究

简要介绍了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 0.5 μm标准CMOS工艺实现,工作电源电压为5 V,在工作频率为6.144 MHz、过采样率为128时,输入带内信噪比可达107 dB.     

采用 DWA技术的多位Σ-Δ调制器的设计

设计一个内部采用2位量化器的二阶单环Σ‐Δ调制器．为解决反馈回路中多位DAC元件失配导致的信号谐波失真问题,该调制器采用了数据加权平均（Data Weighted Averaging ,DWA ）技术来提高多位DAC的线性度．Σ‐Δ调制器信号带宽为50 kHz ,过采样率（OSR）为64,采用MXIC公司的0．35μm混合信号CMOS工艺实现,工作电压为12 V ．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55．8 dB的信噪比（SNR）和60.4 dB的无杂散动态范围（SFDR）．打开DWA电路比关闭DWA电路的情况下,SNR和SFDR分别提高8 dB和13 dB ．整个调制器功耗为48 mW ,面积仅为0.6mm2．     

用于单片集成热真空传感器的Σ-Δ调制器设计

设计了一款适用于集成热真空传感器的二阶1位Σ-Δ调制器.该调制器采用前馈通道抑制积分器的输出摆幅、降低谐波失真、提高动态范围.为了降低运算放大器的1/f噪声,积分器中引入相关双采样电路.利用Matlab/Simulink,分析运算放大器的非理想性对调制器性能的影响.调制器由全差分开关电容电路实现.仿真结果表明:在4 MHz采样频率和6.8 kHz信号输入频率、-3 dBFS幅值下,电路的最大信噪比为86.9 dB,分辨率可达14位.调制器的有效面积为0.67 mm2.3 V电源电压供电时,功耗为12 mW,各项性能指标均满足设计要求.     

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。     

一种高性能多位量化Σ-Δ调制器的设计

实现了一种适用于信号检测的低功耗Σ-Δ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 0.18μm混合信号CMOS工艺实现。该调制器工作于1.8V电源电压,在50kHz信号带宽和12.8MHz采样频率下,整体功耗为3mW,整体版图尺寸为1.25mm×1.15mm。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91.4dB的信噪失真比(SNDR)和93.6dB的动态范围(DR)。     

非理想Σ-Δ调制器在SIMULINK下的行为级建模

根据数模混合电路各种实际非理想因素的影响,建立了一系列实现不同Σ-Δ数模转换调制器SIMULINK时域行为级非理想效果模型。和经典级联结构仿真模型相比,文中给出的模型加入了多级噪声整形结构,通过仿真和计算传递函数,分析了不同的非理想因素对于不同结构的影响。     

单级电流模式Σ-Δ调制器的研究

文章对一阶和二阶单级电流模式Σ-Δ调制器作了系统性能及稳定性分析,给出了两者的噪声传递函数。针对系统性能与稳定性这两个相对立的指标,给出了极点的设计指引。最后介绍了一个一阶调制器的设计实例。     

一种低电压工作的高速开关电流Σ-Δ调制器

基于作者先前提出的时钟馈通补偿方式的开关电流存储单元及全差分总体结构,本文设计了一种二阶开关电流Σ-Δ调制器.工作中采用TSMC 0.35μm CMOS数字电路工艺平台,在低电压工作下进行电路参数优化.实验表明,调制器在3.3V工作电压、10MHz采样频率、64倍过采样率下实现10-bit精度.与已有类似研究相比,本工作在相当的精度条件下,实现了低电压、视频速率的工作.     

用于单片集成热真空传感器的Σ-Δ调制器设计北大核心

设计了一款适用于集成热真空传感器的二阶1位Σ-Δ调制器。该调制器采用前馈通道抑制积分器的输出摆幅、降低谐波失真、提高动态范围。为了降低运算放大器的1/f噪声,积分器中引入相关双采样电路。利用Matlab/Simulink,分析运算放大器的非理想性对调制器性能的影响。调制器由全差分开关电容电路实现。仿真结果表明:在4 MHz采样频率和6.8 kHz信号输入频率-3、dBFS幅值下,电路的最大信噪比为86.9 dB,分辨率可达14位。调制器的有效面积为0.67 mm2。3 V电源电压供电时,功耗为12 mW,各项性能指标均满足设计要求。