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16位具有前馈结构的三阶Delta Sigma ADC设计
刘高
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日前，基于Delta Sigma调制器结构的模数转换器（ADC）是设计高精度ADC的主要技术。Delta Sigma ADC由Delta Sigma调制器和降采样滤波器两部分组成，调制器采用过采样和噪声整形技术，降采样滤波器滤除分布在信号频带外的整形噪声并完成降采样操作。Delta Sigma ADC具有精度高、线性度高、对元器件的失配容忍能力强、与数字CMOS集成电路兼容性强等优点，得到了广泛应用。
针对低频应用领域，如电池操作系统中检测笔记本的剩余电量检测，本文设计了一个前馈结构的DeltaSigmaADC，数字输出码为16位的补码输出形式。
在设计的ADC中，Delta Sigma调制器采用三阶、单环结构，一位量化输出。采用前馈结构，改善了调制器环路的稳定性，降低了积分器的输出摆幅，从而放宽了对放大器的特性指标要求并提高了线性度。运用了零点、极点优化技术，使此Delta Sigma调制器达到了较高的稳定性和优化的信噪比（SNR）。调制器采用全差分开关电容的方式实现，时钟频率是256KHz，信号带宽是1KHz，过采样率是128。降采样滤波器由四阶梳状滤波器实现，降采样率是128。
采用SMIC0.18um CMOS工艺，设计了调制器中各个子模块电路，包括积分器、运算放大器、加法器、比较器、基准及偏置电路、两相不交叠时钟、振荡探测电路等：绘制了各个子模块电路的版图。同时，完成了降采样滤波器的综合及布局布线工作，最后完成了ADC的整体版图设计。
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| 文件名 | 大小 |
| 16位具有前馈结构的三阶DeltaSigmaADC设计.pdf | 5M |
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