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调制器非理想因素建模(英文)

系统构建并研究了开关电容积分器DeltaSigma调制器非理想因素行为级模型.重点实现一种运放非线性直流增益模型,仿真表明它更有效反映奇次谐波失真,为保证模型真实性,综合考虑调制器其他非理想因素,如时钟抖动、量化器失配、采样噪声、开关非线性电阻以及运放参数(色化噪声、饱和电压、增益带宽、摆率等).

一种高精确度低功耗Delta–Sigma调制器

提出了一种应用于工业过程控制、便携式测量仪器等领域的高精确度低功耗Delta–Sigma调制器。该调制器采用积分器级联反馈(CIFB)二阶单环一位结构实现,并利用斩波稳零技术,有效地减小了调制器的1/f噪声和直流失调。调制器采用旺宏0.35μm CMOS工艺实现。仿真结果表明,在30 Hz的信号带宽内,调制器的信噪失真比(SNDR)可以达到105 dB,在3.3 V的工作电压下,功耗仅1.3 mW,满足对低频微弱信号的检测要求。

Delta Sigma调制器非理想因素建模

提出并构建了开关电容积分器Delta Sigma调制器非理想因素行为级模型,该模型基于Matlab中的Simulink工具,包含开关非线性、时钟抖动、量化器非线性和积分器非线性等调制器非理想因素,能为电路模块的设计提供精确的设计指标.重点研究并实现一种运放非线性直流增益模型,仿真结果表明它能更有效反映奇次谐波失真.同时综合考虑调制器其他非理想因素,例如采样噪声、开关非线性电阻以及运放参数(色化噪声,增益带宽,摆率,饱和电压),仿真得到其对调制器性能的影响.

低功耗高线性度音频Sigma-Delta调制器

介绍了一种应用于数字音频模数转换器的低功耗、高线性度的Sigma-Delta调制器.采用新型低失真二阶调制器作为级联调制器第一级,降低了系统对于运算放大器非线性的敏感度;采用自举采样开关实现了输入采样信号的高线性度;采用新颖的AB类输出跨导放大器实现积分器电路,使电路功耗比经典折叠共源共栅放大器降低一倍以上.该调制器在中芯国际0.18μm标准CMOS工艺的各种工艺角和温度情况下,信噪失真比(SNDR)和动态范围(DR)分别达到111.8 dB和115 dB.在3 V电源电压下,整个调制器的功耗仅为2.6 mW,符合手持设备对低功耗音频编解码电路的设计要求.

高精度低功耗Sigma-Delta调制器的设计

设计了一种应用于音频和传感领域的高精度低功耗的Sigma-Delta调制器。该调制器采用四阶单环一位的CRFF结构,通过开关电容型全差分电路的使用,减小了偶次谐波、衬底以及电源噪声,以及斩波技术的使用,降低了直流失调和低频噪声,达到了提高精度和降低功耗的目的。本设计采用Global foundries 0.18μm CMOS工艺,电源电压为1.8 V,过采样率为128,采样时钟频率为5.12 MHz。仿真结果表明,该调制器信噪比达100.2 d B,整个调制器的功耗仅为380μW。

Sigma-Delta调制器非理想特性建模

文章对三阶单环路结构的高阶sigma-deltaA/D调制器的非理想特性,包括时钟抖动、MOS开关噪声、比较器迟滞性、放大器的输入噪声、单位增益带宽和有限直流增益等,进行了分析,提出了基于Matlab的高层次建模方法。通过系统仿真确定关键的电路参数和性能指标,在较高层次指导A/D转换器的电路结构级和晶体管级设计。

三阶级联Sigma-Delta调制器设计

介绍2-1级联的三阶调制器设计结构,讨论信号比例系数、积分增益系数和电路非理想特性对调制器系统的性能影响;运用SIMULINK对调制器建模并仿真,模型中考虑开关电容积分器的非理想因素对整个调制器的影响,并通过调整信号比例和积分增益系数来确定调制器性能和电路要求。当采样率为125和时钟频率2.50MHz时,该模型结构得到93dB的信噪失真比,可应用于实际的电路系统。

一种低功耗高精度Sigma-Delta调制器

提出了一种改进的三阶单环Sigma-Delta调制器,噪声传递函数采用前馈方式实现极点,降低了积分器输出信号的幅度,从而降低功耗;采用局部反馈实现零点,从而优化了输出信噪比。采用0.35μm CMOS工艺设计了该调制器,过采样率128,信号带宽24kHz,分辨率16bit,在3.3V工作电压下,模拟电路部分功耗2.7mW,数字部分功耗0.5mW。电路用开关电容技术实现,在HSPICE中通过多工艺角验证。

16-Bit三阶级联结构Sigma-Delta调制器的设计

设计一款可应用于压力传感器的高精度三阶2-1级联结构Sigma-delta调制器。Matlab Simulink建模仿真表明,信号带宽为500Hz,过采样率为128的情况下,该调制器信噪比高达119dB。通过对调制器非理想因数的分析,采用典型的0.35μm工艺整体实现该调制器,并用Spectre仿真,电路信噪比可达106.2dB,高于16位要求的98dB,整个调制器的功耗约为7mW。

一种用于音频的2-2级联结构Sigma-Delta调制器设计

基于csmc0.35μm CMOS工艺,设计了一种用于音频设备的低功耗Sigma-Delta调制器,该调制器采用四阶噪声整形2-2级联结构实现,在获得高动态范围和高精度的同时更能够保证系统的稳定性。运算放大器采用两级全差分电路结构,仿真结果表明,运放的直流开环增益为90.9 dB,在3.3 V电源电压下,信号带宽为20 kHz,过采样率为64时,信噪比为101.45 dB,有效位数达到了16 bit,调制器功耗约为7.8 mW。

Sigma-delta调制器的设计和降采样原理分析

根据实际的研发过程,详细讨论了音频ADC中Sigma-delta调制器的设计过程,即调制器系数的生成方法,并且深入的研究了降采样的作用和工作原理,并在此基础上给出了降采样滤波器的具体实现方法。

一种具有1~128倍可变增益放大器的低功耗Sigma⁃Delta ADC

为满足传感器应用的低功耗需求,设计并实现了一种低功耗Sigma⁃Delta模数转换器(ADC)芯片。该ADC采用一阶全差分开关电容Sigma⁃Delta调制器,且集成了可编程增益放大器(PGA)和Bandgap;使用1.5 bit量化结构,相较于1 bit量化结构减小了3 dB的量化误差;使用优化的反馈电路,减小了电容失配引入的误差;PGA采用轨到轨的运放电路拓扑,增大了整个芯片的电压适应范围。基于180 nm CMOS工艺对该ADC进行了设计和流片。测试结果表明:该Sigma⁃Delta ADC在采样频率512 kHz、过采样率(OSR)为256时,峰值信噪谐波失真比(SNDR)和有效位数(ENOB)分别为75.29 dB和12.21 bit,芯片功耗仅为0.92 mW。芯片能在2.3~5.5 V宽电源电压范围内正常工作,可实现最大128 V/V的增益。适用于小型传感器的信号测量应用,可以满足小型传感器低功耗、高精度的需求。

Sigma—Delta调制器系统级设计

通过优化调制器噪声传递函数NTF的零极点，调整调制器的结构系数，得到性能优化的调制器系统结构。最后基于SIMULINK进行行为级建模、仿真，仿真结果显示，该调制器适用于转换精度16位，转换速率1．28MHz的D／A转换器。本设计过程可以应用于其它设计指标的调制器设计。

安华高推出光电隔离Sigma—Delta调制器ACPL-796J

Avago Technologies（安华高科技）日前宣布，推出一款采用外部时钟，领先业内的光电隔离Sigma—Delta调制器产品，提供电源逆变器应用中电机相位电流的直接测量。采用先进的低功耗CMOS工艺技术，ACPL-796J使用外步时钟带来电流传感器和控制器间的同步数据转换，帮助电机控制设计工程师节省数据和时钟渎取的复杂设计流程，另外，ACPL-796J采用兼容5V和3V电源系统的数字式输出输入设计，并且可以在宽广的工业温度范围下工作。

基于Verilog-A行为级模型的三阶单环调制器设计与仿真

提出了一种三阶单环局部反馈的Sigma-Delta调制器结构。对传统的噪声传输函数引入极点加以修正,最终采用巴特沃兹高通滤波器原型确定调制器的噪声传输函数,在采用Matlab Simulink进行参数优化和仿真的基础上,编写了各电路子模块Verilog-A程序,并以此搭建整体调制器模型进行行为级建模。仿真结果表明,该三阶单环局部反馈的Sigma-Delta调制器结构能实现精度为16 bit,无杂散动态范围(SFDR)大于96 dB,时钟频率最高5.12 MHz,过采样率为128,输入信号带宽最大为20 kHz的调制器模型。

音频Delta-Sigma数模转换器中高性能数字前端模块设计

为适应现代便携式音频设备高音质、微型化与低功耗的要求,提出一种面积优化的高精度delta-sigma数模转换器数字前端模块设计.采用改进型公共子式消除(CSE)算法构建有限冲击响应(FIR)内插滤波器,增加公共子式的利用率,以降低系统硬件开销与芯片面积;并采用一种新型双向循环移位数据加权平均(DCS-DWA)技术,可在不引入寄生音调的前提下抑制三阶四比特量化Delta-Sigma调制器的匹配误差,提高了系统的信噪失真比(SNDR).该模块在中芯国际0.18μm 1P6M标准CMOS工艺下流片,核心芯片面积为0.42mm2,峰值SNDR与动态范围(DR)分别达到103.2dB和104.4dB.在1.5V电源电压下,系统功耗为0.12mW.以上结果表明主要的设计目标均已实现.

一种基于反相器的音频应用低功耗Sigma-Delta模数转换器

为实现音频应用低功耗Sigma-Delta模数转换器的设计,采用基于反相器的设计方法.模数转换器中Sigma-Delta调制器采用单环三阶前馈结构,以及基于反相器的开关电容积分器设计,并采用恒定跨导偏置LDO精确调整反相器的工作点,提高电路稳定性.该Sigma-Delta调制器采用SMIC 0.18μm CMOS工艺,在采样频率6.144 MHz下,24kHz音频信号带宽内,信噪失真比(SNDR)为91.5dB,动态范围(DR)为96dB,工作电源电压为1.3V,整体功耗为0.48mW,满足高性能低功耗的要求.

石英挠性摆式加速度计sigma-delta接口电路的分析与设计(英文)

针对微弱重力信号测量中加速度计的数字输出接口电路应具有高分辨率的问题,引入了开关电容(SC)sigma-delta调制器(SDM).基于SDM的工作原理和拓扑结构,分析了过采样比、内部量化器位数以及级联结构对提高微弱信号检测精度的影响,设计了满足加速度计接口电路高分辨率要求的理想二阶1位低失真SDM结构.通过研究各模块在SC电路实现中的非理想特性及其对电路功耗的影响,设计了基于不同带宽的低功耗SDM实现参数,给出了相应的功耗估计.利用Simulink对各设计方案进行了时域的行为级仿真.结果表明,所设计SDM在低功耗的前提下其分辨率可达21位以上,其电路实现参数可用于指导晶体管级电路设计.

基于DDS和DSM的多通道信号源的设计与实现

介绍基于DDS和DSM技术的多通道高精度正余弦信号发生器的实现架构。采用基于FPGA的直接数字频率合成(DDS)技术,实现高质量多路正余弦信号源的产生,有效降低硬件资源消耗。该架构时分复用(TDM)基于FPGA实现的旋转坐标数字计算机(CORDIC)算法的16级CORDIC流水线实现多路正余弦信号发生器,采用五阶1bit Delta Sigma调制器(DSM)实现1bit DAC以保证信号高精度的最终输出。当信号频率为200kHz时,测量信噪比(SNR)为78.6dB,完全可以满足测量系统中对信号源频谱纯度的要求。设计尤其适用于低频高精度多通道正余弦信号源的应用场合,可以有效简化多路信号的设计,降低实现成本。