低功耗音頻ΣΔ模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著半導(dǎo)體器件尺寸的縮小，片上系統(tǒng)成為低成本設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器在片上系統(tǒng)中作為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的接口，發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。∑△模數(shù)轉(zhuǎn)換器將過(guò)采樣和噪聲整形技術(shù)結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)奈圭斯特轉(zhuǎn)換器所難以做到的高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在眾多模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)中占有重要的一席之地。隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的迅速進(jìn)步，∑△模數(shù)轉(zhuǎn)換器也正在朝著低功耗、高精度的方向發(fā)展。 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)針對(duì)數(shù)字音頻應(yīng)用的低功耗、高精度∑△模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其精度為16比特，信

2、噪比為97dB，有效信號(hào)帶寬為20KHz。圍繞該模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計(jì)，開(kāi)展的主要工作有：設(shè)計(jì)了改進(jìn)型單環(huán)三階單比特∑△調(diào)制器，采用前饋和局部反饋相結(jié)合，保持了良好的噪聲整形性能，同時(shí)降低了積分器的輸出信號(hào)幅度，從而降低了功耗；采用開(kāi)關(guān)電容技術(shù)，在0.35um標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝下設(shè)計(jì)并用HSPICE在多工藝角下仿真通過(guò)了調(diào)制器的詳細(xì)電路；設(shè)計(jì)了多級(jí)級(jí)聯(lián)型降采樣數(shù)字低通濾波器，其主要部分通過(guò)了RTL行為級(jí)驗(yàn)證。 在創(chuàng)新性方面，本文在

3、前人工作的基礎(chǔ)上，主要取得了如下成果：改進(jìn)了深亞微米混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)流程，其中主要是提出了在電路設(shè)計(jì)驗(yàn)證中采取SPICE搭建考慮非理想特性的運(yùn)放、開(kāi)關(guān)、比較器的宏模型，從而在適量增加仿真時(shí)間的基礎(chǔ)上提高了行為級(jí)驗(yàn)證的精度；在模數(shù)轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)行為驗(yàn)證中，提出了“數(shù)據(jù)擴(kuò)展法”，能夠以較少的采樣點(diǎn)數(shù)獲得較精確的指標(biāo)評(píng)估；在電路設(shè)計(jì)方面，提出并設(shè)計(jì)了一種新穎的帶隙基準(zhǔn)參考源，它在控制部分僅采用單個(gè)PMOS晶體管，從而避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中雙晶體管的失