摘要：近年来,在过采样型模数转换器中,sigma-delta模数转换器以其较高的精度成为模数转换器的热点。介绍了一种高精度低功耗的sigma-delta调制器设计。使用Matlab工具完成三阶一位量化CIFF结构的系统仿真,在系统级仿真结果的指导下,积分器采用分级结构优化电路结构。积分器电路模块设计采用了全差分式开关电容电路,抑制了谐波失真对输出精度的影响。仿真结果显示:5 S/s挡位时,对应的PVT组合中最低有效位数为17.67 bits;2 kS/s挡位时,对应的PVT组合中最低有效位数为15.89 bits,整个调制器功耗低于3 mW。通过改进调制器整体架构、积分器结构和量化器的设计方法,降低了调制器功耗,提升了调制器精度。

摘要：为提升sigma-delta调制器精度的同时降低其功耗,本文设计一款改进型二阶单环CIFF结构sigma-delta调制器,通过采用运放共享技术降低由噪声整形滤波器个数引入的额外功耗;提出浮动系数迭代思想应用于调制器在MATLAB下的建模,最终确定满足精度需求的各项参数具体值,通过引入非理想因素对所得参数仿真验证满足最低性能指标后进行晶体管级电路设计。该调制器信号带宽为8 kHz,采样频率为4 MHz。电路设计使用UMC 0.11μm CMOS工艺,核心电路版图尺寸为226.8μm×187.44μm,后端仿真结果表明,当电源电压为1.2 V时,调制器总功耗为290μW。在-40~125℃,各工艺角的有效位数(ENOB)大于等于15 bits。

摘要：提出了一种基于MATLAB/SIMULINK sigma-delta(ΣΔ)调制器系统设计与仿真的方法.该方法首先根据设计目标确定调制器的阶数、过采样率和内嵌量化器位数,优化调制器噪声传输函数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;然后通过分析调制器非理想因素,对非理想情况下的调制器基于SIMULINK进行行为级建模与仿真;最后得到调制器子模块电路参数.调制器电路级仿真结果表明由该方法得到模块参数能够有效、可靠的指导调制器的电路设计.

摘要：设计一个内部采用4位量化器的二阶单环多位sigma-delta调制器。为解决反馈回路中多位DAC元件失配导致的信号谐波失真问题,该sigma-delta调制器采用CLA(Clocked averaging algorithm)技术提高多位DAC的线性度,同时采用动态频率补偿技术增加积分器的稳定性。调制器信号频率带宽为24kHz,过采样率(OSR)为128,采用尺寸为0.5μm的CMOS工艺,工作电压为5V。测试结果表明:在输入信号频率为20kHz时,信噪比(SNR)达103dB,调制器输出信号无杂波动态范围为102dB;整个调制器功耗为87mW,芯片总面积为2.56mm2。

摘要：sigma-delta调制器是小数分频锁相环(Phase Locked Loop,PLL)中的关键模块,其噪声整形效果直接影响PLL的输出杂散、频率精度等性能.已有调制器均不能同时解决输出序列周期短、输出小数值无法覆盖0到1以及输出存在误差问题.针对这些问题,提出了一种新型的、基于前馈网络的素数调制器结构,使调制器的输出序列周期在任何输入值和初始值下都能达到M^3,比传统调制器增大约M^2/2倍,解决了已有调制器的输出序列周期短的问题,其中M为比2^(n_0)小的最大素数,n_0为调制器中加法器的位数.提出的调制器还保证了输出小数值能够覆盖0~1、输出无误差.仿真结果表明,得益于输出序列周期更长,提出的调制器比已有的调制器更能有效去除输出量化噪声功率谱中的毛刺,噪声整形性能更接近理想调制器.

摘要：针对数字音频领域16bit精度、20kHz带宽的设计要求,以0.18μmCMOS工艺设计二阶单环的一位sigma-delta调制器,过采样率达256,采样频率达10.24MHz.调制器采用了全差分结构,由基于开关电容的积分器、时钟产生器及比较器等组成.仿真结果显示,该调制器的信噪失真比达94dB,动态范围达99dB.在1.8V电源电压下,整个系统的功耗为7.6mW.

摘要：为了满足穿戴式医疗设备中低功耗、高精度的模数转换应用需求,设计一种基于共源共栅反相器的低功耗14bit/500Hz sigma-delta调制器电路.在低电源电压环境下,该电路采用栅压自举开关完成了高精度的信号采样.利用共源共栅反相器替换传统sigma-delta调制器的跨导放大器(DTA),有效降低了电路功耗.电路采用SMIC 0.13μm 1P8M混合信号工艺实现,测试结果表明,在供电电压为0.6V、时钟频率为256kHz、信号带宽为500 Hz内,sigma-delta调制器输出信号最大信噪失真比为69.7dB,有效精度为11.3bit,功耗仅为5.07μW.

摘要：为满足模数转换器设计和应用中系统对精度日益增长的高要求,提出一种高精度高信噪比的sigma-delta调制器。sigma-delta调制器采用三阶CIFB架构,同时在第一级放大器部分设置斩波电路,以此提高信噪比。采用TSMC 180 nm CMOS工艺进行设计并通过仿真验证。仿真结果表明,在电源电压为3.3V,工作温度为27℃,工艺角为典型工艺角TT的情况下,sigma-delta调制器对于信噪比、有效位数等指标均有优秀的性能表现,适于高精度系统的应用场合。

摘要：设计了一种应用于10-16位旋变数字转换器的sigma-delta调制器,调制器为二阶结构,在此基础上增加了斩波调制器电路祛除闪烁噪声,通过积分器的电荷比例改善运放的动态范围,并利用Cadence仿真软件中的Spectre工具对调制器进行VerilogA建模,并对其性能进行仿真,此外,利用仿真软件MATLAB软件对调制器进行FFT频谱分析,并比较两者之间的仿真结果,根据仿真结果显示,该调制器的设计满足10-16位转换器的使用要求。

摘要：为了改善量化噪声,提出了一种新的一阶1 bit sigma-delta调制器结构。通过对标准的一阶1 bit sigmadelta调制器进行研究,指出了其量化噪声是非加性的,并且把输入和输出之差作为sigma-delta调制器的输入,进一步实现了输入信号的调制。理论推导得出新结构对正弦信号调制的信噪比比传统结构高6 dB,MATLAB Simulink仿真结果显示新结构带内噪声功率减小,为高性能的sigma-delta调制器提出了一种新的设计方法。