高精度Sigma-Delta調(diào)制器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，由于微電子技術(shù)的發(fā)展，模擬信號(hào)處理、數(shù)字信號(hào)處理都取得了長足的進(jìn)步。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)作為連接模擬世界和數(shù)字世界之間的橋梁正發(fā)揮著越來越重要的作用。而且隨著計(jì)算機(jī)、無線通訊等行業(yè)的飛速發(fā)展，對ADC的速度、精度等性能不斷提出了更高的要求。
　　 Sigma-Delta ADC通過采用噪聲整形與過采樣技術(shù)相結(jié)合的方式，有效抑制了信號(hào)帶內(nèi)的量化噪聲，大幅度提高了輸出帶內(nèi)的信噪比。同時(shí)，它充分利用了數(shù)字電路規(guī)模加大，速度加快

2、和成本下降的發(fā)展趨勢，降低了傳統(tǒng)高精度ADC對模擬電路性能指標(biāo)和元器件匹配度的苛刻要求。Sigma-Delta ADC是迄今為止高精度模數(shù)轉(zhuǎn)化器的主流結(jié)構(gòu)，日益成為ADC設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一。
　　 本文進(jìn)行了應(yīng)用于心電信號(hào)處理芯片中的24位Sigma-Delta Modulator(SDM)的研究與設(shè)計(jì)。首先通過對傳統(tǒng)Nyquist率轉(zhuǎn)換器與過采樣轉(zhuǎn)換器進(jìn)行比較，論述了Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理和特性；然后

3、提出了一種新型的多位量化一位反饋的級(jí)聯(lián)Sigma-Delta調(diào)制器，并介紹了它的優(yōu)點(diǎn)；特別針對級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)制器中的失配和開關(guān)電容積分器的非理想特性進(jìn)行了詳細(xì)的討論，建立了SDM模擬部分各模塊的非理想模型，提出了各單元模塊的主要指標(biāo)；本設(shè)計(jì)的Sigma-Delta調(diào)制器采用2-1-1級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)和多位量化器一位反饋的形式，調(diào)制器采用全差分開關(guān)電容電路實(shí)現(xiàn)；同時(shí)對整個(gè)調(diào)制器的各個(gè)模塊進(jìn)行了電路設(shè)計(jì)，包括跨導(dǎo)放大器、開關(guān)電容積分器、量化器、兩相非交