低功耗二階Σ-ΔADC的研究與實現(xiàn).pdf

1、高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是當今集成電路設計模擬領(lǐng)域的研究熱點之一。采用sigma-delta調(diào)制原理和過采樣原理的模數(shù)轉(zhuǎn)換器廣泛使用在音頻、數(shù)字網(wǎng)絡、電子測量等系統(tǒng)中。此類模數(shù)轉(zhuǎn)換器,為降低信號帶內(nèi)的量化噪聲功率,而采用噪聲整形技術(shù),為提高模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信噪比,使用過采樣技術(shù)。
　　sigma-deltaADC由模擬調(diào)制器和數(shù)字抽取濾波器組成,模擬調(diào)制器的噪聲整形性能決定了整個轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的精度。首先對sigma-deltaADC系統(tǒng)的理論

2、進行了深入的研究,而后采用MATLAB軟件進行系統(tǒng)設計。根據(jù)信噪比等系統(tǒng)要求,設計調(diào)制器的階數(shù)以及前饋因子、反饋因子和積分器增益因子等參數(shù),然后再通過MATLAB對系統(tǒng)仿真。并且對各種非理想因素,如運放有限直流增益、有限帶寬和擺率、輸出擺幅限制、開關(guān)非線性,時鐘抖動、采樣電容kT/C噪聲等都進行了量化分析,對非理想情況下調(diào)制器進行了建模與仿真,從而為整個的電路設計提供了依據(jù)。
　　在對所選用BCD工藝進行了分析的基礎上,設計了一款

3、2階單環(huán)一位的調(diào)制器以及降采樣數(shù)字抽取濾波器,調(diào)制器采用2.7V全差分電路結(jié)構(gòu),數(shù)字濾波器采用3級CIC濾波器。根據(jù)Foundry工藝模型參數(shù),使用Spectre對ADC的各模塊電路及系統(tǒng)進行設計和仿真,采用HHNEC0.18μmBCD工藝流片,芯片面積為800um×950um。在過采樣率128,時鐘頻率1MHz,帶寬4kHz下,實測精度達到了12.21位,動態(tài)范圍75.3dB。滿足設計要求。從而證明了理論分析的正確性和設計方案的可行性