24位96KSPSΣ-Δ調(diào)制器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著高分辨率 A/D轉(zhuǎn)換器在通信和多媒體等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，過(guò)采樣Sigma-Delta A/D轉(zhuǎn)換器成為當(dāng)今微電子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。Sigma-Delta A/D轉(zhuǎn)換器主要由Sigma-Delta調(diào)制器和降采樣數(shù)字濾波器兩部分組成。Sigma-Delta調(diào)制器通常采用過(guò)采樣和噪聲整形技術(shù)，能夠有效降低帶寬內(nèi)的量化噪聲，提高信噪比。數(shù)字濾波器利用降采樣數(shù)字濾波技術(shù)，能夠?yàn)V除高頻量化噪聲，降低采樣頻率。與傳統(tǒng)NyquistA/D轉(zhuǎn)換器相比

2、，Sigma-Delta A/D轉(zhuǎn)換器能夠簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，降低對(duì)單元電路性能指標(biāo)和元件精度的要求，降低生產(chǎn)成本。
　　本文通過(guò)對(duì)Sigma-Delta A/D轉(zhuǎn)換器理論的深入研究，基于SMIC65nmCMOS工藝，2.5V/1.2V工作電壓，采用6.144M采樣率，64倍過(guò)采樣率，設(shè)計(jì)了一種24位96KSPS的Sigma-Delta調(diào)制器的系統(tǒng)架構(gòu)，利用Matlab對(duì)調(diào)制器的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，有效位數(shù)達(dá)到16.8位。Sigma-

3、Delta調(diào)制器采用級(jí)聯(lián)積分前饋型三階(2-1)級(jí)聯(lián)的MASH調(diào)制器結(jié)構(gòu)，在Simulink環(huán)境下對(duì)Sigma-Delta調(diào)制器進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)建模及仿真驗(yàn)證，同時(shí)考慮噪聲、時(shí)鐘抖動(dòng)、開(kāi)關(guān)運(yùn)放等非理想因素對(duì)Sigma-Delta調(diào)制器的影響，采用Hspice等EDA工具對(duì)各單元電路及整體電路進(jìn)行電路仿真，包括調(diào)制器前端緩沖電路、電流基準(zhǔn)電路、積分器電路、比較器電路以及兩相非交疊時(shí)鐘電路等。并在整體電路仿真設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，完成整個(gè)調(diào)制器電路的版圖