_调制器的设计方法

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第31卷　第2期

2008年4月

电子器件

ChineseJournalOfElectronDevices

Vol.31　No.2Apr.2008

MethodologyofSigmaDeltaModulatorDesign

HESu2dong,WUJian2hui

3

,ZHOUYue

(ElectronicEngineerDepartment,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)

Abstract:Thispaperintroducesamethodologyofsigmadeltamodulatordesign.Forgivenperformance,thismethodologywillguidethedesignertoselectspecifiedconfigurationtofittherequirements.AndanexampleofdesignamodulatorwithSNRequals100dB,wedemonstratetheprocessfromsteptostep.Keywords:A/D;D/A;sigmadeltamodulatorEEACC:1250

ΣΔ调制器的设计方法

何素东,吴建辉3,周　越

(东南大学电子科学与工程学院,南京210096)

摘　要:介绍了sigmadelta单环调制器的设计方法。通过该方法,设计者

可以在仅知道精度要求的情况下,关键词:模数转换;中图分类号:TN761:A　　文章编号:100529490(2008)0220516204

当高一些

。

　　与Nyquist率的转换器相比较,SigmaDelta型

的转换器利用过采样和噪声整形技术,使带内的噪声大大降低,从而可以达到比较高的精度。而且,SigmaDelta型转换器对元件器匹配要求相对较低,同时利用了高速发展的数字集成电路,因此已经成为高精度音频转换器的首选方案,并且正扩展到更为广阔的领域[1]。本文介绍了在仅仅知道系统的精度要求下,如何选取相应的结构来实现所要达到的指标,通过一个三阶一位调制器的设计详细描述了这一过程。

图1　通用调制器的结构图

由图1可知,环路滤波器的输出为

Y(z)=L0(z)U(z)+L1(z)V(z)

(1)(2)

令量化噪声为E(z),则调制器的输出为:

V(z)=Y(z)+E(z)

ΣΔ调制器的原理1　

[2]

联合式(1),(2)可得:

V(z)=

U(z)+E(z)

1-L1(z)1-L1(z)

Sigmadelta的调制器的关键在于它的噪声整

(3)

形,将量化噪声反馈到输入端,通过环路滤波器将噪

声整形到高频端。图1所示为通用调制器的示意图。其中U为输入信号,Y为环路滤波器的输出,V为调制器的输出,Q为1～Nbit的量化器,在模数转换器中一般不超过5bit[3],在数模转换器中可以适

令　STF=

　NTF=

1-L1(z)1-L1(z)

由式(3)可知,要获得比较好的噪声整形效果,在信号带1/(1-L1(z))要比较小,维持一个低水平的噪声,而L0(z)/(1-L1(z))

要维持一个基本稳定的

收稿日期:2007203230

作者简介:何素东(19822),男,硕士研究生,从事模拟集成电路设计;

吴建辉,男,教授,博士生导师,从事集成电路设计.