流量計量SOC芯片用Sigma-Delta ADC的設(shè)計.pdf

1、在現(xiàn)代各種電子系統(tǒng)中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)是一個必不可少的部分。采用過采樣、噪聲整形和數(shù)字濾波技術(shù)的Sigma-Delta ADC具有精度高，對模擬電路要求低，適合低電壓工作，方便與數(shù)字信號處理電路單片集成等眾多優(yōu)點，得到了越來越廣泛的研究和應(yīng)用。 論文設(shè)計了一款用于流量計量SOC芯片中的Sigma-Delta ADC。在詳細分析Sigma-Delta ADC理論基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)要求完成ADC的整體解決方案，采用自項向下的正向設(shè)

2、計方法，完成Sigma-Delta ADC中調(diào)制器和數(shù)字抽取濾波器的低功耗設(shè)計。 調(diào)制器采用128倍過采樣的3階單環(huán)結(jié)構(gòu)，1位量化，采樣頻率5.632MHz，信號有效帶寬20kHz。利用MATLAB/Simulink完成調(diào)制器的非理想建模，通過大量的行為級仿真確定調(diào)制器的各個系統(tǒng)參數(shù)以及電路參數(shù)。調(diào)制器采用開關(guān)電容電路實現(xiàn)，采用Charter0.35um工藝，在Cadence中完成電路的設(shè)計和仿真。選用恰當(dāng)?shù)碾娐方Y(jié)構(gòu)，如兩級cl

3、ass A/AB運算放大器、電流鏡輸出級等，克服1，8v工作電壓下，MOS管高閾值電壓所帶來的設(shè)計困難，最大程度上降低調(diào)制器的功耗。電路仿真結(jié)果表明，調(diào)制器輸出信噪比接近95dB，功耗僅1.8mW。 數(shù)字濾波器采用積分梳狀(CIC)濾波器、幅度補償濾波器和半帶濾波器級聯(lián)的多級抽取結(jié)構(gòu)。采用逐級抽取、多相分解技術(shù)對傳統(tǒng)型CIC濾波器進行改進，顯著地減小了CIC濾波器面積；幅度矯正和半帶濾波器采用乘法器復(fù)用，流水線處理等方法，進一步