一種高精度Sigma-Delta調(diào)制器的研究與設(shè)計.pdf

1、高精度、低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器是當今的研究熱點之一。在高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換方面，Sigma Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在眾多類型的ADC中脫穎而出，由于其采用過采樣技術(shù)、噪聲整形技術(shù)以及數(shù)字抽取濾波器，大大降低了對模擬電路設(shè)計的要求，同時實現(xiàn)了其它ADC無法達到的精度。但是也要看到，由于采用過采樣技術(shù)，Sigma DeltaADC的所能達到的帶寬有限，很難兼顧速度和精度。本文圍繞Sigma Delta ADC中調(diào)制器部分（另一主要部分為數(shù)字抽取濾波器）

2、開展研究與設(shè)計。
　　首先采用Matlab Simulink工具進行了系統(tǒng)建模和仿真，充分考慮非理想因素對調(diào)制器系統(tǒng)性能的影響，包括運放的有限直流增益、有限帶寬和壓擺率、積分器輸出擺幅、時鐘抖動、采樣電路熱噪聲等，對各非理想因素進行量化分析，為后續(xù)電路設(shè)計提供了設(shè)計依據(jù)。深入分析了非理想效應(yīng)對調(diào)制器性能的影響。
　　通過分析各結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，結(jié)合項目設(shè)計指標，本文所設(shè)計Sigma Deka調(diào)制器最終采用三階單環(huán)一位量化開關(guān)電容

3、結(jié)構(gòu)，結(jié)合系數(shù)優(yōu)化，實現(xiàn)了高精度的設(shè)計要求。本文重點設(shè)計了第一級積分器，在調(diào)制器的第一級輸入端加入了兩個小電容，與采樣電路構(gòu)成一階模擬低通濾波器，對進入調(diào)制器的信號帶寬加以限制;在時序設(shè)計方面，采用了下極板采樣技術(shù)，結(jié)合全差分電路的優(yōu)勢，大大減小了開關(guān)非理想效應(yīng)對系統(tǒng)性能的影響;加入了斬波穩(wěn)定電路，有效的降低了系統(tǒng)的噪聲基底，抑制了低頻噪聲及系統(tǒng)失調(diào)，提高了調(diào)制器的動態(tài)范圍。并詳細討論了電容最小值的取值，在減小開關(guān)電容采樣電路熱噪聲的前