1比特高阶ΣΔ调制器的研究

１比特高阶ΣΔ调制器的研究蔡跃明沈永朝陆杰郭春炳（南京通信工程学院，南京２１００１６）（东南大学无线电工程系，南京２１００１８）使用１比特高阶ΣΔ调制器是提高ΣΔＡ／Ｄ转换器性能的有效手段［１］，但二阶以上调制器通常难以稳定工作，缺乏严格分析给设计...     

一种新型级联ΣΔ调制器系统结构

针对传统高阶级联ΣΔ调制器结构电路复杂和对运算放大器的增益和线性度要求较高的缺点,提出了一种新型的2-3两级5阶多位量化器级联ΣΔ调制器系统结构.该结构的第1级采用2阶多位量化器的低失真ΣΔ调制器结构,减小了运算放大器的非线性有限增益对调制器性能的影响.第2级采用信号传递函数等于单位增益的单环3阶ΣΔ调制器,而不是传统级联结构中1阶或2阶ΣΔ调制器,降低了电路的复杂程度.系统仿真结果表明：在最大增益为70 dB的非线性运算放大器增益、±0.2%的随机数模转换误差的非理想条件下,该调制器的最大信号噪声失真比能够达到95 dB.     

基于MATLAB的ΣΔ调制器的比较与研究

在数字产品日益增长的今天,ΣΔADC的角色越来越重要,其充分利用现代VLSI高速、高集成度的优点,已经是现代实现高精度转换器的主流方向。基于MATLAB对同阶级联结构的ΣΔ调制器进行了仿真与比较,研究结果表明2-2及2-1-1结构的ΣΔ调制器,虽然阶数相同,传递函数相同,但是2-1-1结构的量化信噪比比2-2结构的量化信噪比要小。     

高精度Sigma-delta调制器系统设计和仿真

提出了一种基于MATLAB/SIMULINK sigma-delta(ΣΔ)调制器系统设计与仿真的方法.该方法首先根据设计目标确定调制器的阶数、过采样率和内嵌量化器位数,优化调制器噪声传输函数NTF的零极点,调整调制器的结构系数,得到性能优化的调制器系统结构;然后通过分析调制器非理想因素,对非理想情况下的调制器基于SIMULINK进行行为级建模与仿真;最后得到调制器子模块电路参数.调制器电路级仿真结果表明由该方法得到模块参数能够有效、可靠的指导调制器的电路设计.     

一种通用的可编程双模分频器

提出了一种通用的可编程双模分频器,电路主要由3部分组成:9/8预分频器,8位可编程计数器和ΣΔ调制器构成。通过打开或者关断ΣΔ调制器的输出来实现分数和整数分频两种工作模式,仅用一个可编程计数器实现吞脉冲分频器的功能。9/8预分频器采用提高的TSPC动态触发器实现,而可编程分频器和调制器采用数字综合后布局布线的方法实现。基于SMIC0.18μm1.8V电源CMOS工艺的SpectreVerilog仿真表明:它能在分频比56-2047范围内工作,最大工作频率大于2GHz,消耗的电流小于4mA,适合应用在高性能的频率综合器中。     

FPGA数据扩展方式的ΣΔ调制器设计

文中针对模拟电路实现ΣΔ调制对输入信号幅度存在限制的问题,设计实现了基于FPGA数据扩展方式的二阶ΣΔ调制器。该调制器能够对满幅信号进行正确调制,且输出波形可通过简单的无源滤波器实现量化噪声的滤除及信号的解调。相对于模拟电路,FPGA实现通过内部寄存器数据位的有效扩展,防止中间过程数据溢出造成的调制错误,保证电路的稳定性。相应结论均通过仿真模拟及硬件实现证明。     

一种通用的可编程双模分频器

提出了一种通用的可编程双模分频器,电路主要由3部分组成: 9/8预分频器,8位可编程计数器和ΣΔ调制器构成。通过打开或者关断ΣΔ调制器的输出来实现分数和整数分频两种工作模式,仅用一个可编程计数器实现吞脉冲分频器的功能。9/8预分频器采用提高的TSPC动态触发器实现,而可编程分频器和调制器采用数字综合后布局布线的方法实现。基于SMIC 0.18μm 1.8V 电源CMOS工艺的SpectreVerilog仿真表明：它能在分频比56-2 047范围内工作,最大工作频率大于2GHz,消耗的电流小于4mA,适合应用在高性能的频率综合器中。     

一个0.9 V电源电压16位300 μW音频ΣΔ调制器

设计了一个应用于0.9 V电源电压,精度达16 bit,功耗仅为300μW的音频ΣΔ调制器.调制器采用了前馈单环三阶结构,以降低整个调制器的功耗;并采用时钟自举电路以实现低电压下CMOS开关的良好导通.芯片采用SMIC 0.18μm一层多晶六层金属工艺进行设计和仿真,芯片核心部分面积为0.7 mm×0.66 mm.后仿真结果显示该调制器在20 kHz的音频信号带宽范围内信噪比可达93 dB.     

一种用于助听器的1-V 110-μW 105.5-dB 20-kHz CT-ΣΔ调制器

设计了一种应用于助听器的4阶连续时间单环单比特量化ΣΔ调制器.采用有源RC积分器实现连续时间前馈环路滤波.通过采用2级AB类放大器同时实现了低电压下积分器的低功耗和大电压输出摆幅.提出了用固定延时锁存比较结果的方法,消除了由量化器的信号相关延时带来的负面影响.调制器采用中芯国际0.13μm工艺,通过仿真显示,在20kHz信号带宽和128倍过采样率条件下,调制器的信号噪声失真比可以达到105.5dB.在1V电源电压下,调制器功耗仅为110μW.     

过采样Sigma delta调制器的研究与仿真

模拟 /数字变换器 ( A/D变换器 )是大规模、超大规模数模混合集成电路的重要组成部分 ,其性能价格比十分重要。过采样 sigma delta( ΣΔ) A/D变换器是一种高精度、低成本的 A/D变换器。采用过采样技术及 ΣΔ调制技术 ,对量化噪声进行整形 ,使基带内信噪比大为改善 ,从而提高了分辨率。为得到实用的高精度 A/D,讨论了一阶、二阶及高阶的ΣΔ调制器的性能特点 ,并编写 C语言程序进行行为级仿真 ,利用 MATLAB对其结果进行分析。设计了由开关电容构成的ΣΔ调制器电路 ,并给出了用电路的计算机辅助分析工具 PSpice仿真的结果及对其性能与参数关系的分析。这种 A/D变换器可广泛应用于高精度、低频带 ,如音频及视频信号处理等领域。     

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.     

基于ΣΔ调制的频率合成器及其性能

ΣΔ模数变换器使用内部１位量化器就能提供较高分辨率的输出。将ΣΔ调制技术应用于频率合成器中，能较好地提高频率合成器的频率覆盖范围、相位噪声及频率分辨率。定量地分析了ΣΔ调制频率合成器的性能，给出了实现方法。     

一种4 M-Pixel/s 4通道X射线CCD读出电路

本文设计了一种4 M-pixel/s 4通道X射线CCD读出电路.为加快读出速度,采用相同的4个通道并行处理CCD信号,每通道由2个3阶3位增量型ΣΔ模数转换器(I-ΣΔADC)交替采样CCD信号进行量化.在调制器结构中引入环路延时迁移(SLD)缓解紧张的时序.设计实例采用0.35μm 2P4M CMOS工艺实现,芯片工作在3.3V电源电压和64MHz时钟频率下,设计获得前端电路折算到输入的等效积分噪声为13.53μV,积分非线性为0.009 6%,功耗为1.35W.     

低能电子直线加速器中调制器的常见故障分析

脉冲调制器的工作状态好坏是加速器能否高效、安全运行的关键，熟悉调制器的工作原理，充分认识磁控管高压“打火”现象、调制器过流跳闸现象、加速管“打火”和其它故障现象，有利于调试、维修时快速地排除调制器的各种故障     

低压脉冲射流的调制机理及调制器振动模拟

介绍和分析了钻井液主流阻断式调制射流产生低压脉冲的机理和可行性。初步设计出全尺寸低压脉冲调制器，利用MATLAB环境下的Simulink系统建立了调制器液压振动力学运动的计算机仿真模型。对调制器的液压控制过程及阀系运动进行了初步模拟，显示出调制器主阀和控制阀协调振动工作的可行性。仿真计算结果表明，调制器振动的频率、主阀启闭时间以及在下止点关闭主流的时间等重要工作性能指标基本符合射流低压脉冲的要求，这说明调制器的结构参数基本合理。调制器的实际工作性能、指标以及模型仿真的可靠性还有待于实验验证。     

自振阀式低压脉冲射流调制器振动特性仿真研究

基于脉动低压波克服井底压差提高钻速的机理，并根据自振阀式低压脉冲射流调制器的工作原理，利用Matlab环境下的Simulink系统建立了调制器液压振动力学的计算机仿真模型，对调制器的阀系运动进行了运动仿真。结果显示，调制器上阀和下阀协调振动具有可行性，调制器振动频率随钻头压降的增大线性增加，随钻井液流量、下阀质量、上阀行程的增加而减小。     

基于MSC1211芯片的智能压力检测系统的设计

基于MSC1211单片机,通过对压力传感器、MSC1211Y4、电源、串/并输出、RS-485和RS-232模块的硬件组合设计以及相应的软件设计,利用MSC1211芯片上ΣΔA/D转换器和ΣΔD/A转换器功能,完成了多路智能压力检测系统的设计研制工作,使该系统经校准和温度补偿后呈现了体积小、结构简单轻巧、性能可靠及低功耗等特点.     

一种设计宽带波导电光调制器的新方法

介绍一种用于计算，设计宽带波导电光调制器的新方法，用该方法对波导电光调制器进行数值计算，得到了电光调制器电极产生的电场分布，器件的特征阻抗，并优化设计出带宽可达８．１ＧＨｚ．ｃｍ和特征阻抗为５０Σ的宽带波导电光调制器。     

基于Σ-Δ调制技术的信号发生器设计

提出了一种新的采用ΣΔ调制和无损离散积分振荡器来产生片内模拟信号的方法.研究了电路的实现原理和噪声传递函数零点优化设计方法,运用无乘法器的梯型滤波器结构和ΣΔ调制技术避免了多位高精度乘法运算和多位D/A数模转换器硬件成本高的缺点.除一个比较器外,整个电路全部由标准CMOS工艺来实现集成,硬件成本非常低,非常适用基于可测性混合集成电路的设计.通过一个6阶实例和仿真的结果表示:6阶的信号发生器具有120 dB衰减的动态带宽.     

一种新型MSK调制器的设计

通过分析传统MSK调制器的原理，从中找出了调制器系数间更直接的依赖关系，从而提出了一种新的MSK调制器模型，该模型与传统的模型相比结构简单，实现容易，在可靠性及实时性方面都有所提高。