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.     

基于开关电容技术的∑△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∑△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.∑△调制器的过采样率为128,时钟频率为6.144 MHz,信号带宽为24 k...     

用于MEMS传感器的三阶∑-△调制器设计

提出一种基于CIFB结构的新型三阶2-1级联∑-△调制器,设计了各级参数和数字校正电路,分析了积分器运算放大器的压摆率对信号带宽的影响;利用Matlab Simulink,对该调制器进行行为级仿真.在过采样率为128、输入信号带宽为50 kHz时,可达到93.8 dB的信噪比和15.30住的精度.该结构具有输入信号低失真的优点,可用于MEMS传感器的数据处理电路.     

应用于无线传感网络 SOC的低功耗∑△调制器

提出了一种应用于无线传感网络 SOC过采样率（OSR）为128的单环三阶单比特量化∑△调制器．通过采用新型前馈结构,降低了系统对运算放大器性能的要求;通过采用新颖的两级Class A/AB运算放大器实现积分器电路,有效降低了电路的功耗;为了进一步降低电路功耗,对调制器中的第二级、第三级运放进行了缩放．该调制器采用华虹0．18μm CMOS工艺,输入信号带宽为8 kHz ,工作电压1．8V ．后仿真结果表明：在输入信号频率为5 kHz、采样时钟为2．048 M Hz时,调制器的信噪比（SNR）达到96dB ,整个调制器的功耗仅为180μW ,芯片总面积为0．51 mm2．     

标准数字工艺下16位精度低压低功耗ΣΔ模数调制器设计

针对输入信号频率在20 Hz～24 kHz范围的音频应用,该文采用标准数字工艺设计了一个1.2 V电源电压16位精度的低压低功耗ΣΔ模数调制器。在6 MHz采样频率下,该调制器信噪比为102.2 dB,整个电路功耗为2.46 mW。该调制器采用一种伪两级交互控制的双输入运算放大器构成各级积分器,在低电源电压情况下实现高摆率高增益要求的同时不会产生更多功耗。另外,采用高线性度、全互补MOS耗尽电容作为采样、积分电容使得整个电路可以采用标准数字工艺实现,从而提高电路的工艺兼容性、降低电路成本。与近期报道的低压低功耗ΣΔ模数调制器相比,该设计具有更高的品质因子FOM。     

低电压∑-△调制器关键技术及设计实例

介绍了低电压开关电容∑-△调制器的实现难点及解决方案,并设计了一种1V工作电压的∑-△调制器。在0．18μm CMOS工艺下,该∑-△调制器采样频率为6．25MHz,过采样比为156,信号带宽为20kHz;在输入信号为5．149kHz时,仿真得到∑-△调制器的峰值信号噪声失真比达到102dB,功耗约为5mW。     

应用于MEMS惯性器件的高精度Σ-△调制器

为了实现微电子机械系统(MEMS)惯性器件的高精度数字化输出,设计了一款单环5阶Σ-△调制器.利用Matlab在系统级完成了Σ-△调制器的结构设计,确定调制器为带有零点优化的级联积分器前馈(CIFF)结构,并在Simulink中完成了调制器非理想模型的建立.在电路设计时,调制器整体采用全差分的开关电容电路来实现.为了降低整体调制器的噪声,在第1级积分器中加入了斩波稳定模块,并采用了具有低回踢噪声的动态比较器作为一位量化器.本设计在0.18 μm BCD工艺下实现,工作电压为5V、采样频率为500 kHz、过采样率为128时,调制器的功耗约为4.25 mW,有效位数为19.06 bit.     

用于VoIP芯片的∑-△调制器系统设计

详细分析了∑-△调制器的结构、阶数、量化器位数、过采样率与信噪比的关系;讨论了闪烁噪声和开关热噪声、时钟抖动和运放的有限直流增益等非理想因素对∑-△调制器的影响.通过Matlab行为仿真,确定了调制器的参数.在此基础上,完成了一款三阶2-1级联∑-△调制器的系统结构设计.在Simulink环境下的仿真验证表明,在考虑非理想因素的条件下,调制器的信噪比仍能达到约96 dB,可满足VoIP芯片中A/D转换器的16位精度要求.     

1．8V电源电压81dB动态范围的低过采样率∑△调制器

采用222级联全差分结构和低电压、高线性度的电路设计实现了高动态范围、低过采样率的∑△调制器．在1．8V工作电压，4MHz采样频率以及80kHz输入信号的条件下，该调制器能够达到81dB的动态范围，功耗仅为5mW。结果表明此结构及电路设计可以用于在低电压工作环境的高精度模数转换中。     

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。     

一种2-1-1型MASH ∑-△调制器的系统设计

∑-△调制器的结构日趋复杂,用行为级模型进行仿真对提高设计效率来说是十分必要的。首先,文章讨论了开关电容∑-△调制器几种重要的非理想因素,例如时钟抖动、开关引起的非线性、开关热噪声、运放的非理想因素（等效输入噪声、有限直流增益、有限带宽、摆率和有限输出摆幅）,并且相应给出了在MATLAB／SIMULINK环境下创建的行为级模型。然后,文章基于上述模型给出了一个2-1-1MASH∑-△调制器行为级设计的例子。在给定过采样率为64的条件下,采样频率19．2MHz,调制器动态范围95dB,峰值信噪比94dB。     

调制与解调技术、调制解调器

Y2001-62724-21 0115074多速率-多比特∑△调制器=Multirate-multibit Sigma-Delta modulators[会,英]/Colodro,F.& Torralba,A.//2000 IEEE International Symposium on Circuitsand Systems,V01.2.一21～24(HC)本文提出实现∑△调制器的多速率特性,称为多速率多比特(MM)∑△调制器的特性与工作于一次积分器时钟速率的常用多比特∑△调制器一样,但是通过增加二次积分器的时钟速率代替正向路径的 ADC,文中给出理论和模拟结果。参10     

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.     

D类功放中的∑-△调制器分析与设计

设计一种新型低非线性失真拓扑的7阶1-bit∑-△调制器,该调制器可以直接用于模拟音频信号输入带反馈的D类功率放大器中。通过仿真表明,调制器的最大稳定输入值可以达到0．9,信噪比可达到130dB以上,即采用这种调制器的D类功放可实现90％的功率转化效率和高保真的音质。同时从新的角度阐释了高阶1-bit∑-△调制器的工作原理和设计过程。     

连续时间Sigma-Delta模/数转换器(下)

连续时间∑△调制器 第一枚获业界公认的∑△调制器诞生于1962年,而它事实上是采用了CT电路.此后,利用CT电路来实现∑△调制器便愈来愈普遍,但当开关电容器(SC)电路面世后,大部分的∑△调制器都改以DT环路滤波器来实现.SC电路之所以受欢迎,原因是它不会受信号波形特性的影响.此外,SC积分器的时间常数可随着采样频率而调整,从而提高系统的灵活性.     

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.     

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。     

∑-△模数转换器基本原理及应用(2)

实际上,模拟滤波器对输入信号具有低通滤波作用,而对噪声分量具有高通滤波作用,因此可将调制器的模拟滤波器的作用看作一种噪声整形滤波器,整形后的量化噪声分布见图7(a)。正如一般的模拟滤波器,滤波器的阶数越高其滤波性能越好。因此高阶∑-△调制器得到广泛应用,图8是二阶∑-△ADC原理框图。图9给出了∑-△调制器的信噪比与阶数和过采样倍率之间的关系,其中SNR为信噪比,K为过采样倍率。例如,当K=64,一个理想的二阶系统的信噪比大约80dB,分辨率大约相当于13位的ADC。     

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.     

高阶∑-△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∑-△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。