用于VoIP的Sigma-Delta調(diào)制器的研究與設(shè)計.pdf

1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)作為一種接口電路，廣泛應(yīng)用在音頻、視頻、通信、地震預(yù)測及醫(yī)療等方面的電子系統(tǒng)中。隨著這些系統(tǒng)處理能力與處理速度的逐步提高，與之相關(guān)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度和速度等性能也需要隨之提高。
　　 過采樣Sigma-Delta ADC是一種不同于傳統(tǒng)Nyquist ADC的新型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它采用過采樣和噪聲整形兩項關(guān)鍵技術(shù)，把大部分量化噪聲驅(qū)趕到信號頻帶之外，然后用數(shù)字低通濾波器濾除帶外噪聲，使轉(zhuǎn)換精度得到顯著提高，非常適

2、合應(yīng)用于音頻及數(shù)字電話等領(lǐng)域。
　　 本文圍繞具體工程項目，對一款適用于VoIP芯片的高精度Sigma-Delta ADC中的調(diào)制器部分進行了深入研究，設(shè)計了一個帶斬波穩(wěn)定的二階單環(huán)Sigma-Delta調(diào)制器。調(diào)制器采用開關(guān)電容電路來實現(xiàn)；過采樣率為128，信號帶寬為24KH；量化器為一位量化。文章首先分析了Sigma-Delta調(diào)制器的工作原理，對單環(huán)路、級聯(lián)和多位量化的調(diào)制器結(jié)構(gòu)進行了集中討論，同時具體分析了實際電路中多種

3、非理想因數(shù)對調(diào)制器性能的影響。這些非理想因數(shù)包括運算放大器的有限直流增益、有限單位增益帶寬和有限壓擺率、電路噪聲和時鐘抖動等。然后，在Matlab環(huán)境下對二階Sigma-Delta調(diào)制器進行了行為級仿真，確定了電路設(shè)計所需的關(guān)鍵指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，對Sigma-Delta調(diào)制器的各個單元電路進行了晶體管級設(shè)計，包括開關(guān)電容積分器、比較器、一位DAC和非交疊時鐘信號產(chǎn)生電路等。最后利用Cadence Spectre對電路進行了仿真驗證。