兩階Σ-Δ調(diào)制器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器是模擬與數(shù)字世界的接口，目前有多種類型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對(duì)于傳統(tǒng)A/I)轉(zhuǎn)換器，如逐次逼近型、全并行型和流水線型等類型，由于高精度模擬電子器件受到集成度、溫度等變化因素的影響，而且為了防止混疊噪聲，需要高性能的前置濾波器，這使得傳統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器的精度很難提高，從而限制了轉(zhuǎn)換器的分辨率。 為了避免這些問(wèn)題，過(guò)采樣技術(shù)被運(yùn)用到A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)中。Sigma-deltaADC具有分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)，量化噪聲小，線性度好的

2、優(yōu)點(diǎn)。在減少了對(duì)模擬電路部分精度要求的同時(shí)可以達(dá)到和數(shù)字電路完美的兼容，可以以較低的成本實(shí)現(xiàn)高精度的A/D轉(zhuǎn)換器。所以使得其廣泛應(yīng)用于高分辨率的音頻等數(shù)模混合電路中。目前sigma-deltaADC主要應(yīng)用于音頻應(yīng)用和數(shù)據(jù)采集方面等。 本文對(duì)Sigma-delta調(diào)制器的工作原理進(jìn)行了研究和分析，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用在音頻方面的16位兩階Sigma-delta調(diào)制器。論文先應(yīng)用MATLAB軟件中的SIMUL,INK工具對(duì)∑-

3、△調(diào)制器的各種結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析比較，最終確定采用量化器為一位的單環(huán)二階調(diào)制器。調(diào)制器采用全差分電容電路實(shí)現(xiàn)，調(diào)制器的輸入為lOKHz，過(guò)采樣率為256，動(dòng)態(tài)范圍為98dB。在調(diào)制器系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)及仿真的基礎(chǔ)上，論文接著對(duì)調(diào)制器中的各種電路模塊(如開(kāi)關(guān)電容積分器、共源共柵套筒二級(jí)運(yùn)放、動(dòng)態(tài)比較器、時(shí)鐘電路等)進(jìn)行了晶體管級(jí)設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試得到，使用米勒補(bǔ)償?shù)奶淄捕?jí)運(yùn)放增益高達(dá)94dB，單位增益帶寬84M，相位裕度73°；CMOS傳輸門導(dǎo)通電阻