適用于音頻Codec的高精度Δ-Σ調(diào)制器設計.pdf

1、當前，移動消費類電子產(chǎn)品性能的不斷提升對音頻信號的品質提出了更高的要求，而模數(shù)轉換器在音頻信號的轉換中起著關鍵作用。針對此類應用領域的要求，論文開展了高精度、低功耗、高動態(tài)范圍模數(shù)轉換器的研究與設計。
　　論文選擇采用基于開關型運放的音頻Δ-∑（Delta-Sigma）結構，重點對其中的Δ-∑調(diào)制器(Modulator)展開研究。首先根據(jù)確定的轉換器性能指標，充分考慮包括運放的有限直流增益、增益帶寬積及噪聲、比較器的失調(diào)及回掃噪聲

2、以及DAC的非線性因素等在內(nèi)的非理想因素，建立非理想模型，通過MATLAB/Simulink進行系統(tǒng)仿真驗證，計算出系統(tǒng)各參數(shù)。同時，比較不同的DWA（Data Weighted Average）算法，給出新的DWA算法，在抑制非線性失真的功能沒有損失的情況下最大限度簡化了相關數(shù)字電路的面積和功耗。在電路實現(xiàn)中，使用半周期延遲的積分器，使運放只需工作半個周期，減少了靜態(tài)功耗;并提出一種高效的開關型運放電路和與之對應的Chopper技術，

3、有效降低了系統(tǒng)中的閃爍噪聲。在量化器方面，論文設計了電容型分壓與電阻型分壓兩種量化器切換電路，在功耗和面積上進行權衡優(yōu)化，結合提出的DWA方法，實現(xiàn)了一個18位的Δ-∑ Modulator。
　　電路采用Global0.18μm CMOS工藝，芯片面積為1012μm×995μm。仿真結果表明在幅值為-4.35dB的信號輸入下信噪比達到了110.6dB，功耗和品質因素FOM分別約為4.95mW和428.18 fJ/Conversio