一种16位1-kHz88-μW Δ-Σ模数调制器

分析了一个应用于测量的16位精度开关电容Δ-Σ模数调制器.该调制器采用3阶1位单环包含局部谐振器的前馈结构,在保证其具有较大的输入信号允许范围的同时引入零点优化来提高信号/噪声失真比.整体电路使用TSMC 0.35μm混合信号CMOS工艺,采用Spectre进行仿真.结果表明,在信号输入带宽为1 kHz、超采样率128条件下,调制器的动态输入范围为102 dB;在信号为-3.5 dB满幅输入时,其最大信号/噪声失真比为97.84 dB.此外,在1.5 V供电电压下,调制器的功耗仅为88μW,表现出较好的低功耗高精度性能.     

超宽带系统中基于时域插值和抽取的新型Sigma-Delta转换器

无线通信系统中,超宽带(UWB)与正交频分复用(OFDM)技术相结合,具有超宽带、低功耗、抗多径衰落等优势.针对多频带OFDM-UWB信号的特点,提出一种基于时域插值和抽取的新型sigma-delta转换器用于完成数据的转换.时域插值使得多频带OFDM-UWB子载波间形成空隙,sigma-delta调制器将输入信号量化为1比特数据流的同时完成量化噪声整形.该sigma-delta调制器在量化噪声频谱中引入位于多频带OFDM-UWB子载波频点上的零点,将大部分量化噪声推到子载波空隙中,达到噪声整形效果.新型sigma-delta调制器采用无过采样结构,使得硬件实现相对容易,同时该结构还避免了OFDM系统的高峰均比问题.对信号进行时域插值与抽取降低了硬件复杂度和处理时间.理论分析和仿真结果表明了该调制器的有效性和可行性.     

采用0.13μm CMOS工艺开关电容ΔΣ调制器的设计和实现

 采用0.13μm CMOS工艺设计并实现了一个开关电容2阶ΔΣ调制器.该调制器能够将一个中心频率为455 kHz,带宽为10kHz的调幅信号转换成具有10位分辨率、信噪比为62dB的1位编码信号.在设计运算放大器时,充分考虑了短沟道晶体管设计的一些特殊要求,特别是考虑了MOS场效应管的输出电导gd这个非常敏感的设计参数.所设计电路的芯片的面积为260μm×370μm,工作电压为1.2 V.与其它的同类调制器相比,由于采用0.13μm CMOS工艺进行设计,因而芯片面积小,工作电压低.     

采用0．13μm CMOS工艺开关电容Δ∑调制器的设计和实现

采用0．13μmCMOS工艺设计并实现了一个开关电容2阶Δ∑调制器，该调制器能够将一个中心频率为455kHz，带宽为10kHz的调幅信号转换成具有10位分辨率、信噪比为62dB的1位编码信号．在设计运算放大器时，充分考虑了短沟道晶体管设计的一些特殊要求，特别是考虑了MOS场效应管的输出电导gd这个非常敏感的设计参数．所设计电路的芯片的面积为260μm×370μm，工作电压为1．2V．与其它的同类调制器相比，由于采用0．13μmCMOS工艺进行设计，因而芯片面积小，工作电压低．     

高精度Σ-ΔADC中的数字抽取滤波器设计

设计1个应用于高精度sigma-delta模数转换器(Σ-ΔADC)的数字抽取滤波器。数字抽取滤波器采用0.35μm工艺实现,工作电压为5V。该滤波器采用多级结构,由级联梳状滤波器、补偿滤波器和窄带有限冲击响应半带滤波器组成。通过对各级滤波器的结构、阶数以及系数进行优化设计,有效地缩小了电路面积,降低了滤波器的功耗。所设计的数字抽取滤波器通带频率为21.77kHz,通带波纹系数为±0.01dB,阻带增益衰减120dB。研究结果表明:该滤波器对128倍过采样、二阶Σ-Δ调制器的输出码流进行处理,得到的信噪失真比达102.8dB,数字抽取滤波器功耗仅为49mW,面积约为0.6mm×1.9mm,达到了高精度模数转换器的要求。     

改进的基于GSM标准二阶多位噪声耦合过采样调制器

提出一个改进的二阶三位噪声耦合过采样调制器, 它将量化器前所有的加法运算移动到第2个积分器的前面, 并通过引入反馈通道和延时输入信号, 使反馈数模转换器的苛刻时序得到缓解。此调制器在0.35m CMOS工艺下设计并生产, 整个调制器使用了两个有源模块。在100 kHz信号带宽和12.8 MHz时钟频率下, 完成了86.4 dB的SNDR和95.8 dB的DR, 3.3 V电源电压下, 消耗9.84 mW。此调制器能满足GSM系统的需求。     

一种基于双采样、噪声耦合技术的多标准带通△∑调制器设计

提出一种新型的应用于数字中频接收机的开关电容带通△∑调制器架构,该架构基于前馈结构,利用双采样可调谐谐振器,噪声耦合技术和4比特量化器,使调制器在GSM,WCDMA和TD-SCDMA标准下都能达到高的信噪比和动态范围,3个标准的带宽分别为200 kHz,5 MHz和1.6 MHz.后仿结果显示,在0.13 μm工艺下GSM/WCDMA/TD-SCDMA的信号噪声失真比分别为84.73/59.89/65.24 dB,动态范围的仿真结果分别为87,72和82 dB.电路的采样频率为100 M.Hz,工作电压为1.2V,总功耗为16.1 mW.     

一种双采样38-μ W92-dB8-kHz带宽ΣΔ调制器

提出了一种应用于助听器的单环3阶开关电容ΣΔ调制器,采用双采样技术通过提高过采样率来改善调制器的性能,详细分析了双采样中电容失配的影响.为进一步降低功耗,OTA采用了class-AB结构,并对后级的运放进行了缩放.采用栅压自举技术消除了低压下CMOS开关的开通电阻由于栅源电压变化而引起的非线性问题.整个调制器过采样率128.后仿结果表明,在SMIC 0.13μm CMOS MIX Signal工艺下,输入信号为2 kHz时该调制器在8 kHz信号带宽内,达到了92 dB的信噪失真比.在1 V电源电压下功耗仅为38μW.核心版图面积为0.25 mm2.     

MASH结构中误差的自适应数字校正方法

为了消除级联结构的sigma-delta(MASH)N制器中由于运算放大器的有限增益和电容失配等非理想因素带来的误差，在构造出误差模型的基础上提出了一种自适应的数字误差校正算法及其实现结构。以1-1-1结构为例，对此算法进行了仿真。结果表明，经过校正的调制器的信噪比提高了10dB以上，动态范围则扩大了20dB以上。     

低电压低功耗音频Σ-Δ ADC调制器设计

针对应用于音频设备中的∑-ΔADC,提出一款改进的∑-ΔADC调制器.该调制器结构改进传统调制器的结构并对调制器系数进行优化,克服传统∑-ΔADC调制器结构的缺点,同时对调制器中的两个关键电路即OTA放大器和比较器也进行优化,极大改善了OTA放大器和比较器性能.改进后的调制器具有低电压、低功耗、高精度和较好的鲁棒性的特点.该调制器采用1.2 V低电压供电,过采样比(OSR)为128,采样频率为6.144 MHz,信号带宽为20 kHz.基于SMIC0.11μm的工艺下,完成了∑-ΔADC调制器的版图设计,并最终流片成功.芯片流片后的成测结果表明,调制器的信噪比达到102.4 dB,有效位达到16.7 bit,调制器的整体功耗仅1.17 mW左右,整个调制器的版图的面积仅为0.122 mm2左右.调制器的成测性能指标表明,该调制器是音频芯片中∑-ΔADC电路的良好选择.