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.     

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.     

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.     

一种低电压工作的高速开关电流∑-△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∑-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。     

一种5阶1位∑-△调制器的设计

提出了一种稳定的5阶∑-△调制器的设计与调试方法.电路采用5阶级联结构,主要用CMOS开关电容技术实现,文章重点放在调制器结构的设计及几种防止系统发散和改进性能的途径上.模拟实验表明,经过改进的系统有较好的性能.     

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。     

开关电容—∑△调制器设计中电容值的计算

采用开关电容技术设计∑△调制器适应了ＶＬＳＩ的发展本文提出了一种利用系数匹配原理,确定开关电容网络元件值,;实现传输函数的方法。     

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).     

一种用于驻极体麦克风的CT-SC ∑-△调制器

传统的模拟麦克风由于自身抗干扰能力差,很难满足新一代音频系统对输入端的要求,文章提出了一种用于数字麦克风的CT-SC∑-△调制器技术,将CT积分器和SC积分器结合在一个∑-△调制器中,可以与驻极体麦克风进行无缝连接,能够将麦克风产生模拟信号直接转换成后续数字设计平台所需的数字信号.测试结果表明,CT-SC∑-△调制器动态范围达到88 dB,等效输入参考噪声为5 μV,正常工作功耗为540 μw,休眠模式下消耗电流不超过10μA;与传统模拟麦克风相比,CT-SC∑-△调制器构成的数字麦克风可以提供更好的信噪比、更高的集成度、更低的功耗和更强的抗干扰能力.     

△∑调制器及其应用接口电路

ADS1201是一种精密的、130dB动态范围、单一 5V电源工作的△∑调制器。其差分输入对于直接连接转换器或低电平信号是理想的。     

一种用于X光成像的CMOS模拟△-∑调制器

设计了一个用于32通道X光成像系统前端的模拟△-∑调制器。基于一种通用的2阶1比 特结构,引入了对调制器环路状态进行复位的操作来避免在通道数据间发生相干性。Hspice和 Matlab下的仿真表明,在0.54μm标准CMOS工艺下,采用30 MHz的采样时钟,该调制器可以保 证对每个通道14位以上的转换精度。该调制器采用5 V电源,功耗小于40 mW,面积为1.13 mm× 0.92 mm,可作为专用硬核使用。     

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。     

一种高阶1 bit插入式∑-△调制器的设计

介绍了插入式∑-△ A/DC调制器的设计过程,并给出了调制器行为级SIMULINK模型,通过对调制器系统级仿真可以确定调制器的信噪比、增益因子等参数,为其电路设计提供依据.设计了一个4阶调制器,仿真结果显示在128的过采样比、输入信号相对幅度-6 dB的条件下,可获得110 dB的信噪比,达到18 bit的分辨率.     

一种13位400kHz1 1mW∑-△模拟／数字转换器

设计了应用于低中频GSM接收机的三阶单环单比特结构∑-△A／D转换器。调制器采用全差分开关电容积分器实现。仿真结果显示，在工作电压为3V、信号带宽200kHz、0．35μmCMOS工艺的条件下，过采样率选择为64，信号／噪声失真比（SNDR）达到85dB，功耗不超过11mW。     

∑-△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阶前馈方式∑-△调制器

详细论述了∑-△调制器的工作原理,在此基础上设计了一种2阶前馈方式∑-△调制器.分析了系统函数以及零极点的分布情况,确认了系统稳定性、信噪比、无杂散动态范围、有效位数等系统特性.采用行为级建模与仿真,验证了设计的正确性.性能测试表明,芯片的ADC通路可以很好地实现模拟信号向数字信号的转换,保证了电路的可靠性.     

80dB动态范围,用于低中频结构GSM接收机的∑△调制器

介绍了一个200kHz信号带宽、用于低中频结构GSM射频接收机的高精度∑△调制器.该调制器采用3阶单环单比特的结构,电路使用全差分开关电容结构实现,并在0.6μm 2P2M CMOS 工艺下流片验证.调制器使用全差分±1V参考电压,工作在26MHz采样频率,过采样率为64.测试结果表明,在200kHz信号带宽内,调制器达到80.6dB动态范围,峰值SNDR达到71.8dB,峰值SNR达到73.9dB.整个调制器电源电压为5V,静态功耗为15mW.     

一种可重构的24bit∑-△调制器的设计

给出了一种仅用加法器和移位器实现的、适用于嵌入式FPGA应用的，可重构的∑-△调制器设计。它能够被设置为3阶或5阶．并可支持不同字长（16-／18-／20-／24-bit）的PCM数据输入。过采样率为128时，经仿真验证在3阶和5阶的情况下最大信噪比分别可以达到110dB和150dB，精度为18bit和24bit，可以应用于CD，SACD和DVD等不同格式的音频解调中。