音頻應用的低電壓低功耗連續(xù)時間Sigma-Delta調(diào)制器.pdf

1、不斷擴展的便攜式電子產(chǎn)品市場促進了學術(shù)界對高性能,低功耗,低電壓電子系統(tǒng)的研究。對于廣泛應用的音頻便攜式電子產(chǎn)品而言,SOC片上集成系統(tǒng)是一種高性能低成本的解決方案。隨著半導體制造工藝的快速發(fā)展,在SOC系統(tǒng)上如何實現(xiàn)低功耗,低電壓的設計已經(jīng)成為非常重要的研究課題。
　　本篇論文針對這種趨勢,研究了高性能,低電壓,低功耗的音頻sigma-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的實現(xiàn)。Sigma-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器是音頻電子系統(tǒng)的一個重要組成部分,

2、其性能的好壞大大影響了整個電子系統(tǒng)的性能。本篇論文展示了一個工作在1V電源電壓下的三階,單比特連續(xù)時間的sigma-delta調(diào)制器。和傳統(tǒng)的離散時間sigma-delta調(diào)制器相比,連續(xù)時間的sigma-delta調(diào)制器具有較低功耗和固有的抗混疊濾波的優(yōu)勢。本文所述的sigma-delta調(diào)制器采用連續(xù)時間RC積分器來實現(xiàn)環(huán)路濾波的功能,在系統(tǒng)級上則采用CIFB(反饋串聯(lián)積分器)架構(gòu)來降低工藝偏差引起的RC時間常數(shù)偏移的影響。本文提出

3、并驗證了一種針對連續(xù)時間sigma-delta調(diào)制器的設計方法,該設計方法基于VerilogA行為級模型,具有很高的設計效率。本論文還提出了多種系統(tǒng)級和電路級的設計方法來解決低電源電壓和低功耗設計所面臨的各種問題。此外,論文還對連續(xù)時間RC積分器中的運算放大器的有效負載進行了詳細的推導,并采用兩級ClassA/AB運算放大器來實現(xiàn)低功耗的設計目標。所展示的sigma-delta調(diào)制器在SMIC0.13-μmCMOS工藝下成功流片,在20