高精度低功耗Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計.pdf

1、手持式應(yīng)用通常需要高精度的模擬電路模塊，因為使用電池的緣故，對低功耗的要求也日趨強(qiáng)烈。在音頻系統(tǒng)中，一個重要模塊就是模數(shù)轉(zhuǎn)換器，由于過采樣Sigma-Delta ADC對電路的失配不敏感。同時，過采樣ADC不需要像奈奎斯特率ADC一樣需要大滾降的抗混疊濾波器，因此在音頻系統(tǒng)中Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器得到了廣泛的應(yīng)用。通過采用過采樣技術(shù)和噪聲整形技術(shù)，當(dāng)應(yīng)用低位量化時，Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以獲得高精度和高線性度。其中

2、量化器的量化位數(shù)，過采樣率，環(huán)路濾波器的階數(shù)是提高Sigma-Delta調(diào)制性能的三個最主要因素。提高其中任一個參數(shù)都會導(dǎo)致其它設(shè)計參數(shù)的折衷，例如功耗，面積，復(fù)雜度等等。雙采樣和MASH結(jié)構(gòu)是在不顯著增加功耗的情況下，兩種有效提高調(diào)制器信噪比的技術(shù)。
　　本文將對兩種高精度低功耗的結(jié)構(gòu)：應(yīng)用雙采樣運放共享技術(shù)的CIFF結(jié)構(gòu)和MASH結(jié)構(gòu)的Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，并在功耗和精度方面進(jìn)行比較，然后進(jìn)行橫向?qū)Ρ?/p>

3、。首先介紹了Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的發(fā)展與現(xiàn)狀，然后介紹了關(guān)于調(diào)制器的基本原理。最后對MASH結(jié)構(gòu)調(diào)制器和CIFF調(diào)制器進(jìn)行非理想特性的建模仿真，得到具體電路的設(shè)計指標(biāo)，并針對TSMC0.35μmCMOS2P4M工藝，3.3V電源電壓，完成了調(diào)制器各個模塊的電路，以及MASH結(jié)構(gòu)和應(yīng)用雙采樣運放共享技術(shù)的CIFF結(jié)構(gòu)的設(shè)計與仿真。信號帶寬為22KHz，采樣頻率為11.264MHz，3階MASH結(jié)構(gòu)的信噪比達(dá)到109.4dB，功