流量計量SOC芯片用Sigma-Delta ADC的設計.pdf

1、在現代各種電子系統中，模數轉換器(ADC)是一個必不可少的部分。采用過采樣、噪聲整形和數字濾波技術的Sigma-Delta ADC具有精度高，對模擬電路要求低，適合低電壓工作，方便與數字信號處理電路單片集成等眾多優(yōu)點，得到了越來越廣泛的研究和應用。 論文設計了一款用于流量計量SOC芯片中的Sigma-Delta ADC。在詳細分析Sigma-Delta ADC理論基礎上，根據系統要求完成ADC的整體解決方案，采用自項向下的正向設

2、計方法，完成Sigma-Delta ADC中調制器和數字抽取濾波器的低功耗設計。 調制器采用128倍過采樣的3階單環(huán)結構，1位量化，采樣頻率5.632MHz，信號有效帶寬20kHz。利用MATLAB/Simulink完成調制器的非理想建模，通過大量的行為級仿真確定調制器的各個系統參數以及電路參數。調制器采用開關電容電路實現，采用Charter0.35um工藝，在Cadence中完成電路的設計和仿真。選用恰當的電路結構，如兩級cl

3、ass A/AB運算放大器、電流鏡輸出級等，克服1，8v工作電壓下，MOS管高閾值電壓所帶來的設計困難，最大程度上降低調制器的功耗。電路仿真結果表明，調制器輸出信噪比接近95dB，功耗僅1.8mW。 數字濾波器采用積分梳狀(CIC)濾波器、幅度補償濾波器和半帶濾波器級聯的多級抽取結構。采用逐級抽取、多相分解技術對傳統型CIC濾波器進行改進，顯著地減小了CIC濾波器面積；幅度矯正和半帶濾波器采用乘法器復用，流水線處理等方法，進一步