低功耗Sigma-Delta調制器的建模與設計

孔夢華，卜　剛，吳振淇

(南京航空航天大學 電子信息工程學院，江蘇 南京 211106)

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低功耗Sigma-Delta調制器的建模與設計

孔夢華，卜剛，吳振淇

(南京航空航天大學 電子信息工程學院，江蘇 南京 211106)

針對Sigma-DeltaADC在實現高精度的同時如何降低系統功耗這一問題，通過進行建模分析，得出滿足精度需求的最低性能指標。并對二階Sigma-Delta調制器的非理想因素進行數學建模分析，在滿足ADC精度的同時對ADC組成模塊的最低性能指標進行分配，利用SDtoolbox進行仿真驗證。基于CSMC0.5μmCMOS工藝，在5V電源電壓下，對調制器進行了電路級設計。結果顯示在模塊最低性能時，調制器輸出信號的帶內信噪比為83.5dB，總功耗為1.8mW。

SigmaDelta調制器；建模分析；低功耗設計

近年來，隨著手機、可穿戴類設備等電子類產品性能的增強和市場的擴大，有力推動了芯片業的發展。作為芯片基礎的超大規模集成電路(VLSI)工藝也在不斷改進，晶體管尺寸日益縮小以滿足強勁的性能和功耗的減小。芯片對數字信號處理能力不斷加強，使模擬信號的數字化處理程度越來越高[1-2]。數字信號處理技術不斷增強的同時，如何將模擬信號高速準確地傳到數字芯片內部進行處理，并降低系統的功耗以增加電子設備續航時間，這些均是急需解決的問題。作為連接模擬信號和數字信號之間的橋梁，數模轉換器(ADC)的轉換速度、精度、功耗，對整個系統性能的提高和功耗的降低至關重要[3]。本文對調制器功耗進行了充分的優化，在實現ADC高精度的前提下，盡量降低了調制器的功耗。……