一種16位∑-△音頻ADC中調制器的設計與實現.pdf

1、∑-△ADC采用過采樣噪聲整形技術實現高精度模數轉換，和傳統(tǒng)的Nyquist率模數轉換器相比，避免了對模擬電路性能指標和元器件匹配精度的較高要求，并可充分利用現代VLSI的高速、高集成度、低成本的優(yōu)點，已成為音頻模數轉換的主要技術。而且隨著我國多媒體SOC芯片的迅速發(fā)展，也迫切需要自主研發(fā)基于CMOS工藝實現的低功耗、低成本、高精度的音頻ADC。 在深入分析過采樣∑-△調制原理的基礎上，采用芯片定義—系統(tǒng)設計—電路設計—電路仿真

2、—版圖繪制—流片測試這一正向設計方法，最終完成16位∑-△音頻ADC芯片的設計。 根據市場需求，定義了芯片的規(guī)格，管腳功能，設定了芯片的性能指標。 對調制器的結構和設計技術進行了研究，根據系統(tǒng)要求設計了量化器位數，調制器過采樣比和階數。在分析高階單環(huán)路調制器穩(wěn)定性的基礎上，成功設計了一位量化三階單環(huán)路∑-△調制器結構，該結構對電路參數不敏感，進一步降低了后續(xù)模擬電路設計的性能指標要求。 調制器采用全差分開關電容電

3、路實現，并根據系統(tǒng)結構特點就如何優(yōu)化電路結構、克服電路中存在的非理想特性、提高電路性能作了具體分析，在此基礎上完成了開關電容積分器(開關、電容、運算放大器)、參考電壓源、比較器、兩相非交疊時鐘、反饋DAC等模塊的電路結構和參數設計。最后給出了芯片的后端版圖實現。 該芯片在SMIC單層多晶，6層金屬，N阱0.18μm標準CMOS工藝線上一次流片成功。芯片測試結果顯示其信噪比達到90dB，總諧波失真0.0248％，基本達到了預期的設