设计Sigma-Delta A/D调制器结构

介绍Sigma Delta调制的基本原理。重点根据不同调制器结构的特性和产品的总体性能要求设计合适的调制器结构,实现其具体的电路总体结构,分析该电路结构特性对电路模块设计的影响,给出电路模块的设计原则和指标。芯片已在中芯国际0.18μm工艺线上流片成功,工作频率6.144 MHz,动态范围90 dB,信噪比88 dB,功耗9.4 mW,总谐波失真0.024 8%。     

一种低功耗高精度Sigma-Delta调制器

提出了一种改进的三阶单环Sigma-Delta调制器,噪声传递函数采用前馈方式实现极点,降低了积分器输出信号的幅度,从而降低功耗;采用局部反馈实现零点,从而优化了输出信噪比。采用0.35μm CMOS工艺设计了该调制器,过采样率128,信号带宽24kHz,分辨率16bit,在3.3V工作电压下,模拟电路部分功耗2.7mW,数字部分功耗0.5mW。电路用开关电容技术实现,在HSPICE中通过多工艺角验证。     

超短波跳频电台频率合成器设计

针对超短波电台对频率合成器所提出的指标要求,设计了合成器的实现方案,并依据方案软硬结合实现了一套频率合成器.方案中采用了基于∑-△调制的小数分频技术,既实现了很小的频率分辨率又消除了因小数分频而引起的杂散.实验结果表明,其杂散小于-70 dBc,锁定时间小于150 us,频率间隔为25 kHz,这些性能可以满足超短波跳频电台的指标要求.     

一种高速连续时问Sigma—DeltaADC设计

在TSMC0．18／zmCMOS工艺下设计了一款宽带宽、低功耗的连续时间Sigma—DeltaADC调制器。该调制器可以应用于无线通信、视频、医疗和工业成像等领域,它采用三阶RC积分环路滤波结构,提高了可达到的精度。针对环路延时降低系统稳定性的问题,在环路中引入半个采样周期的延时,以此提高调制器的精度;同时采用非回零的DAC结构来减小系统对时钟抖动的敏感度。通过结构的选取和非回零的DAC结构的使用,调制器对时钟抖动有很强的忍受能力。该Sigma—DeltaADC的带宽可以达到5MHz,信噪比可达63．6dB（10位）,整个调制器在1．8V的电压下,功耗仅为32mw。     

16-Bit三阶级联结构Sigma—Delta调制器的设计

设计一款可应用于压力传感器的高精度三阶2—1级联结构Sigma—delta调制器。MatlabSimulink建模仿真表明,信号带宽为500Hz,过采样率为128的情况下,该调制器信噪比高达119dB。通过对调制器非理想因数的分析,采用典型的0．35μm工艺整体实现该调制器,并用Spectre仿真,电路信噪比可达106．2dB,高于16住要求的98dB,整个调制器的功耗约为7mW。     

基于Sigma-Delta调制的双两电平逆变器调制策略

在多电平逆变器的调制中,Sigma-Delta调制器可以改善逆变器输出电压频谱,减少系统噪声。而将其运用到共直流母线的开绕组异步电机双两电平逆变器系统中时,由于开关状态和开关频率的不固定,无法采用传统的改变冗余小矢量作用时间的方法来消除系统中的零序电压。为此,针对共直流母线双逆变器系统,提出一种调制方法,该方法利用Sigma-Delta调制器过采样及噪声压缩技术,优化逆变器输出电压频谱;同时,利用两电平空间矢量图中两个互差120°的基本矢量所对应的系统零序电压为零的原理,将参考电压矢量分解为两个大小相等、方向互差120°的等效参考电压矢量,并由两台逆变器分别单独产生,以此实现对共直流母线的开绕组异步电机双两电平逆变器系统零序电压的完全消除。仿真和实验结果验证了该方法的正确性和有效性。     

三阶一位量化CIFB结构∑-△ADC调制器设计

提出了一种基于Maltab SIMULINK的Sigma-Delta调制器的设计与仿真方法,采用单环三阶CIFB结构、一位量化器位数和256倍过采样率,设计中对噪声传输函数的零极点和系统反馈系数进行了优化,缩小了模拟电路的设计难度,提升了系统稳定性.在考虑积分器的有限直流增益、饱和电压、压摆率和增益带宽等非理想因素情况下进行建模,得到了SNDR和ENOB分别为123 dB,20.14 bits,仿真结果表明,该结构可在低量化位数的情况下,得到较高的精度和较好的稳定性,可在高层次上指导调制器晶体管级电路设计.     

12位Sigma-Delta模数转换器的降采样滤波器设计

一种由SNR（信噪比）驱动的滤波器设计,用于12位Sigma-Delta模数转换器。Sigma-Delta模数转换器包括Sigma-Delta调制器和降采样滤波器两部分,首先用Sigma-Delta调制器对信号进行过采样率量化,然后通过降采样滤波器进行数字信号处理,将信号还原到原始采样率并去除量化噪声。和传统的模数转换器相比,Sigma-Delta模数转换器具有采样率高、精度高、面积小等优点。Sigma-Delta模数转换器的滤波器设计有降采样率和滤波性能两个指标要求,该设计方法由SNR驱动并采用了两种滤波器方案,设计结果在MATLAB里进行了仿真,其SNR大于74 dB,达到12位Sigma-Delta模数转换器的要求。     

自适应Sigma-Delta A/D转换器的设计

对于传统的Sigma-Delta A/D转换器(ADC),其信噪比(SNR)将随着输入信号强度的减小而降低.因此,本文根据自适应理论提出一种自适应ADC的解决方案及相应的电路实现.在充分考虑了在电路实现中误差的存在,给出了误差自校正电路.仿真结果表明,这种自适应ADC的SNR几乎与输入信号的强度无关.     

Sigma-Delta ADC数字抽取滤波器的设计和实现

数字抽取滤波器是Sigma-Delta(Σ-Δ)模数转换器(ADC)的重要组成部分,它负责撞鄄驻调制器输出信号的滤波和抽取。文中设计的数字抽取滤波器由级联积分梳状(CIC)滤波器、CIC补偿滤波器和半带滤波器组成。首先,介绍Σ-Δ ADC原理;然后,讨论数字抽取滤波器的原理及实现;接着,分别从MATLAB和Verilog实现验证抽取滤波器的功能;最后,通过测试实际芯片验证数字抽取滤波器的功能和性能,满足设计要求。