10-16位旋变数字转换器中Sigma-Delta调制器设计
2022年电子技术应用第3期
谷 军1，2，张国华1，2，朱晓宇2
1.江南大学 物联网工程学院，江苏 无锡214000；2.中国电子科技集团第五十八研究所，江苏 无锡214000
摘要： 设计了一种应用于10-16位旋变数字转换器的Sigma-Delta调制器，调制器为二阶结构，在此基础上增加了斩波调制器电路祛除闪烁噪声，通过积分器的电荷比例改善运放的动态范围，并利用Cadence仿真软件中的Spectre工具对调制器进行VerilogA建模，并对其性能进行仿真，此外，利用仿真软件MATLAB软件对调制器进行FFT频谱分析，并比较两者之间的仿真结果，根据仿真结果显示，该调制器的设计满足10-16位转换器的使用要求。
中图分类号： TN432
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211958
中文引用格式： 谷军，张国华，朱晓宇. 10-16位旋变数字转换器中Sigma-Delta调制器设计[J].电子技术应用，2022，48(3)：45-48.
英文引用格式： Gu Jun，Zhang Guohua，Zhu Xiaoyu. Design of sigma-delta modulator 10-16 bits for resolver digital converter[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(3)：45-48.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211958
中文引用格式： 谷军，张国华，朱晓宇. 10-16位旋变数字转换器中Sigma-Delta调制器设计[J].电子技术应用，2022，48(3)：45-48.
英文引用格式： Gu Jun，Zhang Guohua，Zhu Xiaoyu. Design of sigma-delta modulator 10-16 bits for resolver digital converter[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(3)：45-48.
Design of sigma-delta modulator 10-16 bits for resolver digital converter
Gu Jun1，2，Zhang Guohua1，2，Zhu Xiaoyu2
1.College of Computer Internet of Things Engineering，Jiangnan University，Wuxi 214000，China； 2.The 58th Research Institute of China Electronics Technology，Wuxi 214000，China
Abstract： In this paper, a sigma-delta modulator for 10-16 bit resolver digital converter is designed. The modulator is a second-order structure. On this basis, a chopper modulator circuit is added to eliminate the flicker noise. The dynamic range of the operational amplifier is improved by the charge ratio of the integrator. The VerilogA model of modulator is established by using Spectre tool in Cadence simulation software, and its performance is simulated. In addition, the simulation software MATLAB is used to analyze the FFT spectrum of the modulator, and the simulation results between them are compared. According to the simulation results, the design of the modulator meets the requirements of 10-16 bit converter.
Key words : sigma-delta modulator；spectrum analysis；chopper stabilization
0 引言
随着VLSI技术的高速发展，集成电路的速度已然不再是设计中的短板，以速度换取精度成为了转换器设计中的共识，过采样技术也成为了转换器中最为广泛采用的技术之一。Sigma-Delta ADC(Σ-Δ ADC)最早出现于1962年，是使用广泛的过采样ADC，它是所有电路非理想性的最稳定的ADC。Σ-ΔADC在目前大多数字混合系统中占有重要地位，例如模拟电路与强大的数字处理环境之间的接口电路[1-3]。它们最适于慢速和中速转换,例如检测装置、数字语音和音频应用。与奈奎斯特ADC相比，Σ-ΔADC主要增加了Σ-Δ调制器与数字抽取器，后者占据了大部分ADC芯片面积，比调制器消耗更多的功耗[4]。输入信号经过采样保持电路送入调制器中，在调制器中信号被转换为数字码流，该数字码流经过低通滤波器滤除高频噪声并将其采样率降至奈奎斯特频率，得到最终数字输出。调制器完成采样及量化的功能[5]。本文研究的目的是为10-16位旋变数字转换器设计一种可靠的Σ-Δ调制器，优化其性能。
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作者信息：
谷 军1，2，张国华1，2，朱晓宇2
(1.江南大学 物联网工程学院，江苏 无锡214000；2.中国电子科技集团第五十八研究所，江苏 无锡214000)
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