基于Delta-Sigma调制的实时自由空间光传输系统研究

为了简化实时相干自由空间光(FSO)/无线传输系统结构并降低成本,文章基于带通Delta-Sigma调制(DSM)技术,实现了一个低成本的FSO系统。带宽为400 MHz、速率为1.6 Gbit/s的256进制正交振幅调制(256-QAM)信号经DSM后,生成10 Gbit/s偏振复用-正交相移键控(PDM-QPSK)信号,在50 m的FSO链路中实现实时传输,且该系统的灵敏度达到-46.2 dBm。从而证明,相干检测和带通DSM的结合将是未来光无线场景的一种有前途的技术。

一种基于反相器能效的Delta-Sigma调制器

本文提出了一款基于反相器能效的Delta-Sigma调制器。该调制器使用3阶单环单比特量化拓扑结构,引入相关电平移位技术,提高了电荷转移的精度和积分器电路的直流增益,改善了传统反相器直流增益过低的局限性。本次电路设计基于SMIC 180 nm CMOS工艺,电源电压为1.2 V,过采样率OSR为128,采样频率为4 MHz。仿真结果表明,设计的Delta-Sigma调制器的SNR为97.16 dB,有效位数为15.6 bits,平均功耗为367μW,优值FoMs为173.5 dB,满足高能效调制器的标准。

一种24位Delta-Sigma A/D数字抽取滤波器设计

为了可以对天文望远镜环境温度实现更好的监控,本文设计了一种针对天文望远镜温度监控的24位高精度Delta-Sigma(简称D-S)A/D数字抽取滤波器,主要工作包括D-S A/D数字抽取滤波器Matlab建模与仿真、Verilog代码编写和使用SMIC18工艺的数字后端设计.其中有限冲击响应(FIR)抽取滤波器共3级:第1级为级联积分梳状(CIC)滤波器,抽取因子为32;第2级为级联积分梳状补偿滤波器,抽取因子为16;第3级为半带(HB)滤波器,抽取因子为2.最后设计的滤波器的输入信号为4位,采样频率4.096 MHz,输出信号24位,采样频率4kHz,输出信噪比154dB.得到的输出波形满足设计要求.

一种用于差分电容检测的电荷Delta-Sigma调制器的研究

研究一种用于差分电容传感器检测的电荷Delta-Sigma调制器结构.在该检测电路中不需要C/V转换电路,待检测的差分电容直接作为调制器环路的输入电容,差分电容的变化量首先被转换为变化的电荷,然后被调制成一位的数字输出信号.文章最后给出了一个二阶的Delta-Sigma调制器的行为级仿真结果.

Delta-Sigma A/D转换器原理及其PSpice仿真

为了深入理解Delta-Sigma A/D转换器的工作原理,合理地使用这类A/D转换器产品,或者用FPGA实现自己的Delta-Sigma A/D转换器设计。采用PSpice仿真软件进行模拟仿真的方法,对不同幅度的输入信号进行了一阶Delta-Sig-ma A/D转换器仿真实验,获得了与理论相一致的结果。通过对元件的参数扫描仿真为实际电路设计中元件的选择提供了实验依据。仿真实验过程完整,易于重复,与纯数学推导相比,仿真具有直观的特点。

一种新型delta-sigma小数分频器的FPGA实现

小数分频技术能够有效地解决小数分频比与频率分辨率之间的矛盾,只需改变某位小数,就可以在不降低参考频率的情况下提高频率分辨率。但小数分频存在小数杂波的问题,利用delta-sigma小数分频技术,既能够保证输出信号的高频率分辨率,又能够抑制小数分频产生的杂波,提高频谱纯度。

过采样Delta-Sigma调制器原理及实现

随着超大规模集成电路(VLSI)技术的发展,基于过采样Delta-Sigma转换技术的ADC得到了飞速发展。本文重点对过采样Delta-SigmaADC技术中的Delta-Sigma调制器进行了研究,分析了一阶过采样Delta-Sigma调制器的原理和量化噪声,并推广到高阶。根据理论分析,设计了二阶过采样Delta-Sigma调制器电路,给出了与理论分析相同的仿真结果。

基于累加器结构的Delta-Sigma调制器的噪声分析

采用Delta-Sigma结构的调制器可降低锁相环路中小数分频时所产生的量化噪声对系统的影响。通过分析Delta-Sigma工作原理推导其噪声传输函数,得出增加Delta-Sigma调制器的阶数或增加过采用率均能减小量化噪声功率。累加器结构的3阶内插型Delta-Sigma调制器结构简单,可有效降低芯片面积,且内插型结构适合以尽量降低环路噪声为目标的设计。

基于Delta-Sigma调制技术的锁相频率合成器的设计与实现

针对无人机遥测接收机本地振荡器多频点、低相噪的指标要求,分析了整数分频、传统小数分频等锁相频率合成器原理和存在的问题,介绍了多级delta-sigma调制器合成技术的原理及其在小数分频的锁相频率合成器中的应用,给出了其数学模型和杂散功率谱密度的表达式;完成了基于delta-sigma调制的锁相频率合成器的设计与实现,通过验证实验并与文献[1]比较表明,文中设计的频率合成器具有输出的信号低相噪、低杂散和频率分辨率高的特点,完全满足接收机的指标要求,并能推广应用于其它领域的无线电测控系统。

多位数字delta-sigma调制器的设计

本文介绍了一个高信噪比的、用在24位44.1kHz采样率的音频数/模转换器(DAC)中的4阶15级量化的delta-sigma调制器(DSM)。在设计中,为了减少量化噪声,选用了奇数个量化等级;为了提高动态范围(DR),在设计噪声传输函数(NTF)时对零点进行优化,通过这些方法降低量化噪声和时钟抖动的影响。这个DSM的峰值信噪比(SNR)可以达到130dB以上,满足0.35μmCMOS工艺设计的音频DAC的系统要求。本文给出了这个DSM的MATLAB仿真模型及仿真结果,并在此基础上给出了电路实现结构。

基于STM32的Delta-Sigma调制的鱼探仪发射机信号源设计

在鱼探仪发射机的信号源设计中提出了一种基于STM32的Delta-Sigma调制的D类软件可调幅正弦波的设计方法。采用MATLAB的DSToolbox工具箱设计了2阶过采样率为40的2值Delta-Sigma调制器,并在STM32中软件实现。分析了影响源输出的诸多因素,如死区、电源纹波、调制比;对电路设计和布板给出了建议。该方法可灵活方便地扩展设计任意波形,对于各类仪器仪表,如超声波探测仪、信号发生器、测量仪表、EMC抗干扰度模拟发生器等的信号源设计具有极大的参考价值。

用于电池电量测量的Delta-Sigma调制器设计

为使模拟-数字信号转换芯片能直接用于各种电池电量测量的系统中而无需另加电压转换芯片,在应用于Delta-Sigma结构的ADC(模数转换器)的调制器设计中,使用0.35μm CMOS的集成电路工艺,采用二阶单环的电路结构,在5V供电的工作电压下可达到的电压测量范围为1.4V至4.2V,测量精度为12位.因而采用此Del-ta-Sigma调制器的ADC可直接用于多种电池种类的电量测量,且具有制作成本低廉的特点.

一种高速宽带连续时间Delta-Sigma调制器设计

利用MATLAB SIMULINK工具设计了一款高速连续时间Delta-Sigma调制器.该调制器采用单环3阶4位量化带前馈结构,设计指标为14位精度、2MHz信号带宽.通过对积分器运放有限直流增益(DC gain)、积分器运放有限增益带宽积(GBW)、额外环路延时(ELD)等电路非理想因素进行建模,确定各非理想因素边界范围并提供电路级各模块设计指标.在UMC 180nm工艺下进行电路、版图设计及流片实现.量化器中设计采用了一款高速、高精度、低噪声、带预放大级的动态锁存比较器.调制器中采用一种低延时的动态元件匹配(DEM)结构来抑制DAC单元非线性失配对系统性能造成的影响.通过电阻RPI引入一条前馈路径来对额外环路延时(ELD)进行补偿.电路级前仿真达到13.5bit有效位数(ENOB),核心面积约0.1mm2,优值(FOM)约为220fJ.

适用于短波跳频通信的改进型Delta-Sigma调制器

针对短波通信中跳频技术(FHSS)的随机性、多频率性、瞬时性等特征,提出了一种适用于短波跳频通信的Delta-Sigma调制器,并用于构建频率自适应全数字发射机。在保留低频频谱特性的情况下,将优化过的低通Delta-Sigma调制器(LPDSM)与积分反馈(CIFB)拓扑结构级联,然后利用频率转换技术(FCT)进行变频操作,并根据载波频率实时调整带通(BP)DSM的调制度,调制器产生的高频数字信号将用于驱动高效开关功放。该改进型架构已经通过电路仿真验证,并在现场可编程门阵列(FPGA)中进行了实际电路的物理实现,为实现短波全数字发射机奠定了基础。

一种采用斩波-稳零技术的低功耗Delta-Sigma调制器的设计

采用TSMC 0.18μm CMOS混合信号1P6M工艺实现了一种应用于信号检测系统的低功耗Delta-Sigma调制器.该调制器采用单环积分器级联反馈(CIFB)结构降低了电路的复杂度,并采用Chopper-Stabilization技术降低了系统的直流失调和1/f噪声,提高了电路的低频特性.调制器采用1.8V电源电压,整体功耗仅为2mW,版图尺寸1.25×1.3mm2.仿真结果表明,该调制器在50kHz信号带宽范围内,可以达到92dB的信噪失真比,99.3dB的动态范围和15bits的有效位数,满足传感器信号检测系统的要求.

基于非延时积分器Delta-Sigma调制的电容传感器探测电路

研究一种基于非延时积分器Delta-Sigma调制的差分电容探测接口电路,该电路的Delta-Sigma调制使用非延时积分器将采样与积分同时进行,减小普通Delta-Sigma调制型电容探测电路中积分保持阶段的电荷泄露效应,仿真结果表明该结构可明显提高探测较小电容的信噪比,增加了调制器可探测电容的动态范围。

低电源电压超低功耗Delta-Sigma调制器

为了在低电源电压约束下实现delta-sigma模数转换器(ADC)的低功耗与高精度设计,提出基于开关型运放以及新颖DWA技术的delta-sigma调制器.其中的开关型运放仅工作于半周期相位,可以在低于1V的电源电压下正常工作,节省了系统功耗.调制器的积分器采用运放分享技术,以降低硬件开销.采用双向循环移位数据加权平均(DCS-DWA)技术,在抑制调制回路中匹配单元误差引起的非线性失真的同时消除了与输入信号相关的寄生音调,提高系统分辨率.提出的delta-sigma调制器在SMIC 0.18μm 1P6M工艺下流片,动态范围与峰值SNDR分别达94.6和92.5dB,芯片面积为0.72mm2.在0.9V电源电压下,测得系统功耗仅为56μW,品质因数(FoM)低至34.2fJ/c-step.结果表明,预期的主要设计目标均已实现.

一种快速的连续时间delta-sigma调制器设计方法

提出了一种快速的连续时间delta-sigma调制器设计方法.该方法在设计初期就对性能、功耗和面积进行总体考虑和权衡,减少反复过程,达到快速设计的目的.使用该方法,在较小的功耗和面积的限制下设计了一个用于音频的三阶连续时间电流模式delta-sigma调制器,证明了该方法的正确性和有效性.

Delta-Sigma调制器在空间指向镜位置伺服系统中的应用

在目前的空间指向镜位置伺服系统中,数字控制器输出脉宽调制(PWM)的量化误差会导致指向出现小幅角度振荡,使得指向的稳定性降低,进而导致光学遥感成像质量发生退化。针对航天器工程实现的特点,将Delta-Sigma调制器引入到数控软件中,在不改变硬件电路与系统参数的前提下,显著的降低了输出量化误差对伺服系统的影响。Matlab仿真结果表明,该方法可使指向镜的指向角度振荡幅值衰减至原来的1/5以下,有效地提高了指向镜的指向稳定性。

误差反馈加抖型MASH 2-1-2结构Delta-Sigma调制器设计与实现

本文从DSM的线性模型入手,分析了其噪声整形原理,并详细介绍了新型MASH结构的逻辑实现方法。仿真结果表明:与传统或直接加抖型MASH结构相比较,新型MASH结构在谱线连续性及底噪都具明显优势。频率合成应用的实测结果显示:带内杂散优于-75dBc,相位噪声在测试频偏1kHz处可达-96dBc/Hz。