用于过采样Σ-△ A/D转换器的Σ-△调制器

分析并讨论了过采样∑-△A/D转换器中一阶、二阶及高阶级联结构的∑-△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,∑-△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.∑-△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.     

三阶1-1-1级联Σ-Δ调制器的设计及仿真

采用MASH结构,设计了一款三阶(1-1-1)级联Σ-Δ调制器;讨论了各个模块的增益系数,设计了数字校正电路,并运用Matlab/Simulink对调制器进行了行为级仿真.当输入信号带宽为20 kHz,过采样比为64时,仿真模型得到87.7 dB的信噪比,精度为14.28位.与其他结构的调制器相比,该调制器更加稳定,动态范围更大,可应用于处理音频信号的A/D转换器.     

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。     

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。     

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.     

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。     

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.     

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.     

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。     

一种用于过采样Σ-Δ A/D转换器的抽取滤波器

采用0.8 μm CMOS工艺,实现了一种用于过采样Σ-Δ 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Σ-Δ调制器的输出码流进行处理得到的信噪比为75 dB.     

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.     

一种稳定的高阶Σ-Δ模/数转换器

文章提出了一种稳定的高阶Σ-Δ模数转换器的设计方法.结合实例,简要说明了多级数字抽取滤波器的设计, 并讨论了调制器基带内零点优化的方法.设计的Σ-Δ A/D转换器可以满足无线通信应用中大动态范围A/D转换的要求.     

一种0.35 μm CMOS高精度Σ-Δ A/D转换器

提出了一种应用于MEMS压力传感器的高精度Σ-Δ A/D转换器。该电路由Σ-Δ调制器和数字抽取滤波器组成。其中,Σ-Δ调制器采用3阶前馈、单环、单比特量化结构。数字抽取滤波器由级联积分梳状(CIC)滤波器、补偿滤波器和半带滤波器(HBF)组成。采用TSMC 0.35 μm CMOS工艺和Matlab模型对电路进行设计与后仿验证。结果表明,该Σ-Δ A/D转换器的过采样比为2 048,信噪比为112.3 dB,精度为18.36 位,带宽为200 Hz,输入采样频率为819.2 kHz,通带波纹系数为±0.01 dB,阻带增益衰减为120 dB,输出动态范围为110.6 dB。     

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。     

一种单环5阶高精度音频Δ-Σ A/D转换器

采用英飞凌0.11μm CMOS工艺,实现了一种用于音频范围的高精度Δ-ΣA/D转换器。调制器采用1位量化的5阶单环前馈结构,ADC过采样率为256。A/D转换器模拟调制器工作于5V电压,数字滤波器工作于1.2V电压,整体功耗为20.52mW,版图面积3.1mm2。仿真结果显示,设计的A/D转换器在20kHz信号带宽内达到108.9dB的信噪失真比,有效位数为18位。     

Σ-Δ模数转换器工作原理及简单分析

∑-ΔA/D转换器是一种高精度的模数转换器,它和传统的A/D转换器不同,具有高分辨率、高集成度、造价低和使用方便的特点,并且越来越广泛地使用在一些高精度仪器仪表和测量设备中。文章从信号的过采样、噪声整形、数字抽取滤波等方面分析了∑-ΔA/D转换器的工作原理,对人们全面了解∑-ΔA/D转换器有一定的帮助。     

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.