一种高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统，通过在传统MASH 1-1调制器结构的基础上，增加了一条级间路径，该路径包含一个传递函数为2z-1-z-2的模块，实现了4阶噪声整形功能。本实用新型专利技术结构显著减少了积分器的使用，降低了有源加法器的复杂度，实现了高二阶噪声整形的功能。

【技术实现步骤摘要】

本技术设及有线W及无线通信领域，特别是一种高二阶级联结构 Sigma-Delta调制器系统。
技术介绍
目前，在有线和无线通信的最新发展中，要求Sigma-DeltaADC能不断增加其输入 信号的带宽和输出精确度。MASH结构调制器的每一级都采用固有稳定的低阶结构，保证了 整体系统的稳定性，该一特点也使得其在低过采样率的宽带应用中成为一个很好的选择方 案。然而提高精确度也就是要提高信噪比，通常可W采取的方式是增加过采样率、增加电路 阶数或者级数、提高量化器位数。 首先，增加过采样率会带来很高的采样频率Fs，从而增加电路功耗。而且高采样 频率的实现受到工艺技术的限制。其次，在单环电路结构中，增加阶数也即是增加积分器的 个数，极易引起系统不稳定。对于MSH结构，增加级数将使得电路形式更为复杂，电路中器 件更多，也会增加版图设计的难度和巧片的面积。此外，多位量化调制器中需要使用多位的 DAC，需要额外增加校准器件，将会提升电路的复杂度。因此为了在避免上述问题的同时获 得较高的精确度，可W通过降低噪声的方式来实现。在现有结构的基础上，若是能进一步提 高电路的噪声抑制能力，充分减少信号带内的量化噪声分布，就能获得理想的精确度。基于 该一思想，提出了本专利技术中的创新结构。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提出一种高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系 统，进一步提高电路的噪声抑制能力，充分减少信号带内的量化噪声分布，能获得理想的精 确度。 本技术采用W下方案实现：一种高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统， 包括两级级联的单环结构，第一级单环结构包括依次连接的第一积分器、第一加法器、第一 量化器Q1W及第一反馈环路，第一级单环结构的信号传递函数为STFi(Z)，噪声传递函数为 NTFi(z);第二级单环结构包括依次连接的第二积分器、第二加法器、第二量化器Q2W及第 二反馈环路，第二级单环结构的信号传递函数为STF2 (Z)，噪声传递函数为NTF2 (Z);所述高 二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统还包括一条级间模拟路径，所述的级间模拟路径的 始发端与第二级单环结构的第二积分器的输入端相连，所述的级间模拟路径的结束端连接 至第一级单环结构的第一量化器Q1的输入端；其中，第一级单环结构的量化噪声为El(Z)， 第二级单环结构的量化噪声为E2(Z)，第一级单环结构的量化噪声El(Z)作为第二级单环结 构的输入信号；所述第一级的第一量化器Q1的输出与所述第二级的第二量化器Q2的输出 分别经第一消除逻辑模块STF,d(Z)与第二消除逻辑模块NTFid(Z)连接至第S加法器得到所 述高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统输出Y(Z)。 较佳地，所述的级间模拟路径包括用W实现一个单位延时的第一延时模块Ti、用 W实现两个单位延时的第二延时模块T,、常数模块2、常数模块-1W及一加法器，所述的级 间模拟路径的始发端为第一延时模块TiW及第二延时模块T2的输入端，所述第一延时模块 Ti与所述第二延时模块T2的输出端分别经所述常数模块2与所述常数模块-1连接至所述 加法器的输入端，所述加法器的输出端作为所述级间模拟路径的结束端；所述的级间模拟 路径能够实现传递函数H(Z) =2z-i-z^2。 进一步的，所述第一积分器与第二积分器的传递函数为口F(z)=z4/(1-z4)。 进一步的，所述第一消除逻辑模块STF,d(z)=STF2(z)，所述第二消除逻辑模块 NTFid(z)=NTFi(z)。 进一步的，所述第一级单环结构的信号传递函数STFi(z)等于1，噪声传递函数 NTFi(z)=l-z_i。 进一步的，所述第二级单环结构的信号传递函数STF2(z)等于1，噪声传递函数 NTF2(z)=1-z_i。 与现有技术相比，本专利技术在原有的基本M甜结构的基础上，通过在调制器的两级 间增加一条额外的模拟路径，可实现调制器的噪声整形阶数增加二阶。在具备高噪声抑制 能力的同时也提高了电路的利用率，简化了电路的复杂度。【附图说明】 图1为本专利技术的系统框图。[001引图2为本专利技术的实施例应用于M甜1-1结构的系统框图。 图3为级间模拟路径连接图 图4为本专利技术实施例的输出信号频谱波形。 图5为本专利技术实施例的SNDR随输入信号幅度变化曲线。 图6为本专利技术实施例的Z^i模块的电路结构图。 图7为本专利技术实施例的Z-2模块的电路结构图。【具体实施方式】 下面结合附图及实施例对本技术做进一步说明。 如图1所示，本实施例提供了一种高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统，包 括两级级联的单环结构，第一级单环结构包括依次连接的第一积分器、第一加法器、第一量 化器Q1W及第一反馈环路，第一级单环结构的信号传递函数为STFi(Z)，噪声传递函数为 NTFi(z);第二级单环结构包括依次连接的第二积分器、第二加法器、第二量化器Q2W及第 二反馈环路，第二级单环结构的信号传递函数为STF2 (Z)，噪声传递函数为NTF2 (Z);所述高 二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统还包括一条级间模拟路径，所述的级间模拟路径的 始发端与第二级单环结构的第二积分器的输入端相连，所述的级间模拟路径的结束端连接 至第一级单环结构的第一量化器Q1的输入端；其中，第一级单环结构的量化噪声为El(Z)， 第二级单环结构的量化噪声为E, (Z)，第一级单环结构的量化噪声El(Z)作为第二级单环结 构的输入信号；所述第一级的第一量化器Q1的输出与所述第二级的第二量化器Q2的输出 分别经第一消当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高二阶级联结构Sigma‑Delta调制器系统，其特征在于：包括两级级联的单环结构，第一级单环结构包括依次连接的第一积分器、第一加法器、第一量化器Q1以及第一反馈环路；第二级单环结构包括依次连接的第二积分器、第二加法器、第二量化器Q2以及第二反馈环路；所述高二阶级联结构Sigma‑Delta调制器系统还包括一条级间模拟路径，所述的级间模拟路径的始发端与第二级单环结构的第二积分器的输入端相连，所述的级间模拟路径的结束端连接至第一级单环结构的第一量化器Q1的输入端；所述的级间模拟路径包括用以实现一个单位延时的第一延时模块T1、用以实现两个单位延时的第二延时模块T2、常数模块2、常数模块‑1以及一加法器，所述的级间模拟路径的始发端为第一延时模块T1以及第二延时模块T2的输入端，所述第一延时模块T1与所述第二延时模块T2的输出端分别经所述常数模块2与所述常数模块‑1连接至所述加法器的输入端，所述加法器的输出端作为所述级间模拟路径的结束端；所述第一级的第一量化器Q1的输出与所述第二级的第二量化器Q2的输出分别经第一消除逻辑模块STF2d(z)与第二消除逻辑模块NTF1d(z)连接至第三加法器得到所述高二阶级联结构Sigma‑Delta调制器系统输出Y（z）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏榕山，于静，郭仕忠，何明华，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：福建;35