數(shù)字陀螺Sigma-Delta調(diào)制器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著集成電路工藝的迅速發(fā)展，在信號(hào)處理系統(tǒng)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和運(yùn)算的數(shù)字集成電路功能越來越強(qiáng)大，而用來采集自然界中模擬信號(hào)的傳感器和傳感器接口電路成為了限制信號(hào)處理系統(tǒng)能力的關(guān)鍵因素。數(shù)字化陀螺傳感器是MEMS（Micro Electro-Mechanical Systems）傳感器的一個(gè)重要發(fā)展方向，被廣泛應(yīng)用在軍用和商用的電子類產(chǎn)品中，為實(shí)現(xiàn)具有數(shù)字化輸出功能的陀螺傳感器需要高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，Sigma-Delt

2、a調(diào)制器是高精度Sigma-Delta ADC的關(guān)鍵部分，決定著ADC的轉(zhuǎn)換精度并影響整個(gè)陀螺傳感器的性能，設(shè)計(jì)高精度低失真Sigma-Delta調(diào)制器對(duì)提升陀螺傳感器性能具有重要意義。
　　目前關(guān)于Sigma-Delta調(diào)制器的噪聲和諧波失真分析仍有待完善，本文針對(duì)高性能Sigma-Delta調(diào)制器的噪聲和諧波失真問題進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)高精度Sigma-Delta調(diào)制器。利用Matlab完成用四階單環(huán)全前饋一位量化Sigma-Del

3、ta制器系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)。在調(diào)制器噪聲分析中將各噪聲源等效為積分器輸入或輸出噪聲，確定主要噪聲源為第一級(jí)積分器的跨導(dǎo)運(yùn)算放大器噪聲和第一、二級(jí)積分器關(guān)導(dǎo)通電阻熱噪聲以及開關(guān)電容電路中的混疊噪聲。理論分析諧波失真源，建立系統(tǒng)級(jí)的Simulink非理想模型并進(jìn)行相應(yīng)電路仿真，驗(yàn)證理論分析的正確性，得出主要諧波失真源為積分器的非線性建立誤差，開關(guān)非線性導(dǎo)通電阻的和非線性電容。
　　采用0.35um CMOS工藝設(shè)計(jì)全差分開關(guān)電容Sigma-D