16-Bit三阶级联结构Sigma-Delta调制器的设计 被引量：2

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作者 李威 李开航 王亮 《现代电子技术》 2010年第4期12-15,28,共5页

设计一款可应用于压力传感器的高精度三阶2-1级联结构Sigma-delta调制器。Matlab Simulink建模仿真表明,信号带宽为500Hz,过采样率为128的情况下,该调制器信噪比高达119dB。通过对调制器非理想因数的分析,采用典型的0.35μm工艺整体实... 设计一款可应用于压力传感器的高精度三阶2-1级联结构Sigma-delta调制器。Matlab Simulink建模仿真表明,信号带宽为500Hz,过采样率为128的情况下,该调制器信噪比高达119dB。通过对调制器非理想因数的分析,采用典型的0.35μm工艺整体实现该调制器,并用Spectre仿真,电路信噪比可达106.2dB,高于16位要求的98dB,整个调制器的功耗约为7mW。 展开更多

关键词 sigma—delta调制器 Simulink行为建模 信噪比 开关电容电路

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低功耗高线性度音频Sigma-Delta调制器 被引量：2

2

作者 郭清 马绍宇 +1 位作者 黄小伟 韩雁 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期266-270,共5页

介绍了一种应用于数字音频模数转换器的低功耗、高线性度的Sigma-Delta调制器.采用新型低失真二阶调制器作为级联调制器第一级,降低了系统对于运算放大器非线性的敏感度;采用自举采样开关实现了输入采样信号的高线性度;采用新颖的AB类... 介绍了一种应用于数字音频模数转换器的低功耗、高线性度的Sigma-Delta调制器.采用新型低失真二阶调制器作为级联调制器第一级,降低了系统对于运算放大器非线性的敏感度;采用自举采样开关实现了输入采样信号的高线性度;采用新颖的AB类输出跨导放大器实现积分器电路,使电路功耗比经典折叠共源共栅放大器降低一倍以上.该调制器在中芯国际0.18μm标准CMOS工艺的各种工艺角和温度情况下,信噪失真比(SNDR)和动态范围(DR)分别达到111.8 dB和115 dB.在3 V电源电压下,整个调制器的功耗仅为2.6 mW,符合手持设备对低功耗音频编解码电路的设计要求. 展开更多

关键词 sigma—delta调制器 低功耗 模数转换器 自举开关

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微加速度计中Sigma Delta调制与脉冲编码调制的对比分析(英文) 被引量：1

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作者 谭晓昀 周贤中 +1 位作者 姜一鸣 陈伟平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1228-1232,共5页

对Sigma Delta调制与脉冲编码调制进行对比,研究了Sigma Delta调制与脉冲编码调制的优缺点。建立了微加速度计中两位输出的Sigma Delta调制和两位输出的脉冲编码调制的仿真系统。然后,对比使用这两种调制方式的微加速度计的加速度信号,... 对Sigma Delta调制与脉冲编码调制进行对比,研究了Sigma Delta调制与脉冲编码调制的优缺点。建立了微加速度计中两位输出的Sigma Delta调制和两位输出的脉冲编码调制的仿真系统。然后,对比使用这两种调制方式的微加速度计的加速度信号,并分析在两种不同调制方式下的输出信号波形的差别。最后,利用周期图法得到了两种调制信号的功率谱密度图,发现在低频段脉冲编码调制信号的量化噪声比Sigma Delta调制信号大很多;而在高频段,两种调制方式信号的量化噪声一样严重。仿真结果表明,尽管Sigma Delta调制系统比脉冲编码调制系统更加复杂,但是Sigma Delta调制得到的信噪比要比脉冲编码调制得到的信噪比高出20dB。 展开更多

关键词 sigma delta调制 脉冲编码调制 微加速度计

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一种具有1~128倍可变增益放大器的低功耗Sigma⁃Delta ADC 被引量：1

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作者 聂勇 吴旦昱 +2 位作者 王丹丹 唐朝 吴霖真 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第5期476-482,共7页

为满足传感器应用的低功耗需求,设计并实现了一种低功耗Sigma⁃Delta模数转换器(ADC)芯片。该ADC采用一阶全差分开关电容Sigma⁃Delta调制器,且集成了可编程增益放大器(PGA)和Bandgap;使用1.5 bit量化结构,相较于1 bit量化结构减小了3 dB... 为满足传感器应用的低功耗需求,设计并实现了一种低功耗Sigma⁃Delta模数转换器(ADC)芯片。该ADC采用一阶全差分开关电容Sigma⁃Delta调制器,且集成了可编程增益放大器(PGA)和Bandgap;使用1.5 bit量化结构,相较于1 bit量化结构减小了3 dB的量化误差;使用优化的反馈电路,减小了电容失配引入的误差;PGA采用轨到轨的运放电路拓扑,增大了整个芯片的电压适应范围。基于180 nm CMOS工艺对该ADC进行了设计和流片。测试结果表明:该Sigma⁃Delta ADC在采样频率512 kHz、过采样率(OSR)为256时,峰值信噪谐波失真比(SNDR)和有效位数(ENOB)分别为75.29 dB和12.21 bit,芯片功耗仅为0.92 mW。芯片能在2.3~5.5 V宽电源电压范围内正常工作,可实现最大128 V/V的增益。适用于小型传感器的信号测量应用,可以满足小型传感器低功耗、高精度的需求。 展开更多

关键词 模数转换器(ADC) 全差分开关电容器 sigma⁃delta调制器 1.5 bit量化 低功耗 可编程增益放大器(PGA)

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一种用于D类放大器的高阶单比特的SDM调制结构的实现

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作者 刘欢 赵建明 胡兴微 《现代电子技术》 2008年第3期172-173,共2页

在介绍∑-Δ调制的基本原理基础上,重点设计出一种调制器结构,其特性适用于D类功放。分析了该电路结构特性对电路模块设计的影响,给出了电路模块的设计原则和指标。该结构最终测试结果为动态范围100 dB,信噪比90 dB,翻转频率400 kHz,总... 在介绍∑-Δ调制的基本原理基础上,重点设计出一种调制器结构,其特性适用于D类功放。分析了该电路结构特性对电路模块设计的影响,给出了电路模块的设计原则和指标。该结构最终测试结果为动态范围100 dB,信噪比90 dB,翻转频率400 kHz,总谐波失真0.008 4%。最后得到结论:在48 kHz,44.1 kHz采样率下该设计功能达到了预期效果,足以满足D类放大器应用。 展开更多

关键词 sigma—delta调制结构 翻转频率 信噪比 D类放大器

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音频Delta-Sigma数模转换器中高性能数字前端模块设计 被引量：3

6

作者 赵津晨 吴晓波 赵梦恋 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1559-1565,共7页

为适应现代便携式音频设备高音质、微型化与低功耗的要求,提出一种面积优化的高精度delta-sigma数模转换器数字前端模块设计.采用改进型公共子式消除(CSE)算法构建有限冲击响应(FIR)内插滤波器,增加公共子式的利用率,以降低系统硬件开... 为适应现代便携式音频设备高音质、微型化与低功耗的要求,提出一种面积优化的高精度delta-sigma数模转换器数字前端模块设计.采用改进型公共子式消除(CSE)算法构建有限冲击响应(FIR)内插滤波器,增加公共子式的利用率,以降低系统硬件开销与芯片面积;并采用一种新型双向循环移位数据加权平均(DCS-DWA)技术,可在不引入寄生音调的前提下抑制三阶四比特量化Delta-Sigma调制器的匹配误差,提高了系统的信噪失真比(SNDR).该模块在中芯国际0.18μm 1P6M标准CMOS工艺下流片,核心芯片面积为0.42mm2,峰值SNDR与动态范围(DR)分别达到103.2dB和104.4dB.在1.5V电源电压下,系统功耗为0.12mW.以上结果表明主要的设计目标均已实现. 展开更多

关键词 数模转换器 内插滤波器 delta—sigma调制器 数据加权平均

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一种高速连续时间Sigma-Delta ADC设计 被引量：3

7

作者 张洲洋 王新安 张兴 《现代电子技术》 2010年第20期1-4,共4页

在TSMC 0.18μm CMOS工艺下设计了一款宽带宽、低功耗的连续时间Sigma-Delta ADC调制器。该调制器可以应用于无线通信、视频、医疗和工业成像等领域,它采用三阶RC积分环路滤波结构,提高了可达到的精度。针对环路延时降低系统稳定性的问... 在TSMC 0.18μm CMOS工艺下设计了一款宽带宽、低功耗的连续时间Sigma-Delta ADC调制器。该调制器可以应用于无线通信、视频、医疗和工业成像等领域,它采用三阶RC积分环路滤波结构,提高了可达到的精度。针对环路延时降低系统稳定性的问题,在环路中引入半个采样周期的延时,以此提高调制器的精度;同时采用非回零的DAC结构来减小系统对时钟抖动的敏感度。通过结构的选取和非回零的DAC结构的使用,调制器对时钟抖动有很强的忍受能力。该Sigma-Delta ADC的带宽可以达到5 MHz,信噪比可达63.6 dB(10位),整个调制器在1.8 V的电压下,功耗仅为32 mW。 展开更多

关键词 sigma—delta A/D转换器 连续时间调制器 高速低功耗ADC调制器 时钟抖动

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基于带通Σ-Δ调制器的硅微机械陀螺力反馈闭环检测 被引量：4

8

作者 吴志强 杨亮 +1 位作者 夏国明 苏岩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2540-2545,共6页

为了提高硅微机械陀螺(SMG)的性能,研究了一种基于四阶机电结合带通Σ-Δ调制器(SDM)的硅微机械陀螺力反馈闭环检测方法。基于谐振器级联谐振前馈(CRFF)结构设计了该方法的仿真模型,并利用商用软件SD TOOLS计算了环路参数。采用MATLAB/S... 为了提高硅微机械陀螺(SMG)的性能,研究了一种基于四阶机电结合带通Σ-Δ调制器(SDM)的硅微机械陀螺力反馈闭环检测方法。基于谐振器级联谐振前馈(CRFF)结构设计了该方法的仿真模型,并利用商用软件SD TOOLS计算了环路参数。采用MATLAB/SIMULINK对设计结果进行了行为级仿真,结果表明,1 Hz条件下环路的信噪比达到了109.2dB,符合设计预期。在此基础上,以现场可编程门阵列(FPGA)为数字处理核心搭建了硅微机械陀螺数字化测控电路并进行了性能测试。结果表明,采用带通SDM闭环检测技术和数字化闭环驱动技术后,硅微机械陀螺的Allan方差零偏不稳定性约为1.15(°)/h,角度随机游走约为7.74×10-2(°)/√h,且信噪比参数满足了设计目标。得到的结果证明了设计方法的正确性;显示提出的带通SDM力反馈闭环检测方法有助于提高SMG的性能,拓展其应用领域。 展开更多

关键词 硅微机械陀螺 力反馈闭环检测 sigma delta(Σ-Δ)调制器 ALLAN方差

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基于Verilog-A行为级模型的三阶单环调制器设计与仿真

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作者 李乃富 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2009年第B10期219-223,共5页

提出了一种三阶单环局部反馈的Sigma-Delta调制器结构。对传统的噪声传输函数引入极点加以修正,最终采用巴特沃兹高通滤波器原型确定调制器的噪声传输函数,在采用Matlab Simulink进行参数优化和仿真的基础上,编写了各电路子模块Verilog-... 提出了一种三阶单环局部反馈的Sigma-Delta调制器结构。对传统的噪声传输函数引入极点加以修正,最终采用巴特沃兹高通滤波器原型确定调制器的噪声传输函数,在采用Matlab Simulink进行参数优化和仿真的基础上,编写了各电路子模块Verilog-A程序,并以此搭建整体调制器模型进行行为级建模。仿真结果表明,该三阶单环局部反馈的Sigma-Delta调制器结构能实现精度为16 bit,无杂散动态范围(SFDR)大于96 dB,时钟频率最高5.12 MHz,过采样率为128,输入信号带宽最大为20 kHz的调制器模型。 展开更多

关键词 sigma—delta调制器 Verilog—A行为级 噪声传输函数

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MASH结构ADC中的自适应校正系统设计

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作者 奚星捷 《电子测量技术》 2009年第6期51-54,71,共5页

随着大规模集成电路的快速发展,Delta-Sigma(∑-Δ)模数转换技术因为它的良好性能和易集成的优势,越来越受到广泛的关注和应用。本文针对实际电路相对于理想设计的性能下降来分析其原因。同时针对主要来自模拟电路的诸如实际电容的不精... 随着大规模集成电路的快速发展,Delta-Sigma(∑-Δ)模数转换技术因为它的良好性能和易集成的优势,越来越受到广泛的关注和应用。本文针对实际电路相对于理想设计的性能下降来分析其原因。同时针对主要来自模拟电路的诸如实际电容的不精确匹配、放大器的有限增益等因素,通过MATLAB模型来详细分析这些模拟电路误差会对于电路性能产生的影响。本文同时提出了一种自适应校正系统,通过将LMS自适应算法应用于ADC电路,来获得对模拟电路误差的校正。并通过MATLAB分析获得理想状态、无校正系统和校正系统的性能比较来体现校正系统的实际应用价值。 展开更多

关键词 sigma delta 模/数转换器 MASH结构 LMS自适应算法 自适应校正

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脉冲密度反馈对力平衡微机械陀螺的影响 被引量：3

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作者 杨亮 苏岩 +1 位作者 裘安萍 夏国明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2087-2094,共8页

通过研究脉冲密度反馈力对微机械陀螺性能的影响,设计了基于机电结合∑Δ调制器原理的微机械陀螺检测闭环电路。首先,根据微机械陀螺敏感模态的等效形式,分析得出脉冲密度反馈力对敏感模态的影响机理可以分为负刚度效应和增益效应两部分... 通过研究脉冲密度反馈力对微机械陀螺性能的影响,设计了基于机电结合∑Δ调制器原理的微机械陀螺检测闭环电路。首先,根据微机械陀螺敏感模态的等效形式,分析得出脉冲密度反馈力对敏感模态的影响机理可以分为负刚度效应和增益效应两部分,且负刚度效应与输入角速度无关。然后,根据闭环检测理论建立了角速度和反馈脉冲密度之间的关系、量程与反馈脉冲高电平之间的关系。最后,利用量程设计指标和实际微机械陀螺参数,理论计算了所需的反馈脉冲高电平,并在Simulink中进行了仿真。仿真结果表明,所选参数满足了设计指标,且在正交误差等效输入角速度为0、30和50(°)/s 3种情况下,仿真得到平均脉冲密度和角速度之间的非线性分别为3.6×10-6、3.07%和5.12%。对正交误差等效输入角速度分别为30.4(°)/s和47.3(°)/s的I号陀螺和II号陀螺进行实验,结果表明,脉冲密度反馈力对负刚度的影响不随脉冲密度的变化而变化;得到的平均脉冲密度和角速度之间的非线性分别为2.9%和4.8%,实验与仿真结果符合得到较好。 展开更多

关键词 微机械陀螺 sigma delta调制器 脉冲密度 检测闭环电路

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时分复用数字闭环电容式微加速度计接口电路 被引量：2

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作者 储宜兴 池保勇 +1 位作者 刘云峰 董景新 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3350-3356,共7页

为实现电容式微加速度计的数字输出闭环,设计了一种数字输出闭环ASIC(Application Specific Integrated Circuit)接口电路,以降低电路输出噪声并提高测量量程。对已有的电容式微加速度计ASIC电路进行了改进,分时段在中间极板上加载差分... 为实现电容式微加速度计的数字输出闭环,设计了一种数字输出闭环ASIC(Application Specific Integrated Circuit)接口电路,以降低电路输出噪声并提高测量量程。对已有的电容式微加速度计ASIC电路进行了改进,分时段在中间极板上加载差分电容读出信号和由脉宽调变(PWM)波控制的反馈信号,然后由控制器实现闭环,利用Sigma Delta调制器实现模数转换。通过分析差分电容读出电路和Sigma Delta调制器的原理和特性,建立了该数字输出闭环电容式微加速度计的模型,进行了系统的设计与仿真。实验结果表明,该数字输出闭环电容式微加速度计的噪声水平为9.6μg/√Hz,量程为±3g。这些结果验证了时分复用方案的可行性和本文所提出模型的正确性。 展开更多

关键词 电容式微加速度计 数字闭环 接口电路 sigma delta调制器 时分复用

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硅微陀螺带通ΣΔ闭环检测环路设计

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作者 祝云峰 吴志强 +1 位作者 朱欣华 苏岩 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期88-93,共6页

本文研究了SDM调制器在陀螺闭环检测中的应用,主要针对其闭环检测的结构设计和参数获取作了相应的研究和阐述。硅微机械陀螺敏感模态为二阶模态,基于SDM调制器的设计原理,结合DSToolbox来设计整个闭环检测电路,得到闭环检测电路的结构... 本文研究了SDM调制器在陀螺闭环检测中的应用,主要针对其闭环检测的结构设计和参数获取作了相应的研究和阐述。硅微机械陀螺敏感模态为二阶模态,基于SDM调制器的设计原理,结合DSToolbox来设计整个闭环检测电路,得到闭环检测电路的结构和参数。最终仿真得到的闭环检测系统的信噪比达到了106 d B。在量程为±200°/s,带宽为200 Hz时,分辨率可以达到0.001°/s。 展开更多

关键词 硅微陀螺仪 闭环检测 sigma delta调制器 参数获取 信噪比

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