低電壓高分辨率二階sigma-delta型ADC的研究、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著來多媒體芯片技術(shù)的發(fā)展，越來越多的模擬設(shè)計(jì)開始關(guān)注如何在音頻領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)有效的A/D轉(zhuǎn)換，尤其是在音頻mp3的編解碼電路中，A/D作為錄音的必要模塊，其作用尤其重要。 過采樣ADC，尤其是Sigma-Delta類型的ADC幾乎毫無例外的被應(yīng)用在對(duì)模擬音頻信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換中。它基于過采樣和噪聲成型技術(shù)，以速度換精度，大大簡化了模擬部分設(shè)計(jì)的難度。它相對(duì)于Nyquist類型的ADC有很多自身的有點(diǎn)，例如對(duì)器件匹配的要求較低，能夠達(dá)到高

2、于14bit的精度等等。 本論文的設(shè)計(jì)內(nèi)容為1.8V，16bit精度，90dBA信噪比的二階sigma-delta 過采樣ADC，完成了模擬調(diào)制器部分的電路設(shè)計(jì)和數(shù)字濾波器部分的編碼，并對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行了仿真。 本文首先對(duì)各種類型的Sigma-Delta ADC進(jìn)行了研究，接著按照給出的設(shè)計(jì)指標(biāo)，確定了二階單比特量化的Sigma-Delta調(diào)制器結(jié)構(gòu)，并完成了積分器，1bit DAC，比較器和所有子電路的設(shè)計(jì)。論文的創(chuàng)新點(diǎn)

3、在于以下幾個(gè)方面：首先，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，論文充分考慮了實(shí)際電路的可實(shí)施性，提出了用matlab掃描得出調(diào)制器相關(guān)系數(shù)的方法；其次，在參考電平的選取上，論文為了克服電源電壓的不穩(wěn)定性，提出了一種由帶隙基準(zhǔn)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)電壓的方法，和傳統(tǒng)的用電源電壓作為參考電平的方法相比，增加了參考電平的穩(wěn)定性，提高了ADC的信噪比性能；另外，論文提出了一種簡化的放大器共模反饋電路，避免了常用共模反饋電路中需要提供額外電壓源的缺點(diǎn)；最后，在開關(guān)控制時(shí)鐘電平的選取上

4、，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)提升時(shí)鐘電平的電路，把系統(tǒng)供給的1.8V標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)升壓至3.3V，從而可以選用較小的NMOS管來達(dá)到小的導(dǎo)通電阻，減小了采樣電平在開關(guān)傳輸中的損失。論文還設(shè)計(jì)了數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)并完成了數(shù)字部分的編碼。 本論文設(shè)計(jì)的電路采用UMC 0.18um工藝實(shí)現(xiàn)，信號(hào)帶寬為20Khz,過采樣率為128。ADC實(shí)際能夠達(dá)到的指標(biāo)為動(dòng)態(tài)范圍85dB，信噪比88dBA,總諧波失真為-74dB，精度為16bit，ADC版圖面積為8