一种基于输入幅度压缩斩波调制的Sigma-Delta调制器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于输入幅度压缩斩波调制的Sigma

【技术实现步骤摘要】
一种基于输入幅度压缩斩波调制的Sigma
‑
Delta调制器


[0001]本专利技术涉及模拟集成电路
，具体涉及一种基于输入幅度压缩斩波调制的Sigma
‑
Delta调制器。

技术介绍

[0002]随着大脑研究的加速，脑机接口(BCI)因其在脑疾病的诊断和治疗以及脑启发应用方面的能力而备受关注。由于其低成本和良好的用户接受度，基于脑电图(EEG)信号的无创BCI相比于侵入式BCI是大多数应用的首选。然而，低频脑电是最弱的生物电位信号(信号频率为0.5
‑
50Hz，信号幅值为1
‑
100mVPP)，不可避免地受到电路噪声以及外部环境干扰的影响，如工频干扰、运动伪影等。
[0003]因此，为了放大微弱的EEG信号，模拟前端电路应采用低噪声、高精度、高线性度和宽动态范围。由于模数转换器是模拟前端电路中重要的组成，因此这对模数转换器的噪声、线性度、精度和动态范围等提出了严格的要求，实现具有超高分辨率(高达24位)、宽动态范围(大于120dB)以及低噪声(小于1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于输入幅度压缩斩波调制的Sigma
‑
Delta调制器，包括量化器、反馈数模转换器和相互串联的至少一级开关电容积分器；输入信号连接第一级开关电容积分器输入端、第n级开关电容积分器的输出端连接量化器的输入端，量化器的输出端连接反馈数模转换器的输入端，反馈数模转换器的输出端连接第一开关电容积分器的输入端，其特征在于：所述第一级开关电容积分器是输入幅度压缩斩波调制电路，所述输入幅度压缩斩波调制电路包括幅度压缩斩波开关电容积分器，所述幅度压缩斩波开关电容积分器包括积分电容C
I
和并联的x路采样电容支路，每个采样支路电容值等于1/x的积分电容C
I
值，所述x路采样电容支路分为两组y路采样电容支路，所述两组y路采样电容支路包括z路共享采样电容支路，x、y、z为正整数，且x>y>z；所述输入幅度压缩斩波调制电路通过交替导通两组y路采样电容支路，减少采样电容组的随机失配标准偏差，消除采样电容组的系统失配标准偏差；通过将输入信号幅度衰减为y/x比例缩小因子，最大输入信号扩展到接近满量程，提升所述Sigma
‑
Delta调制器动态范围。2.根据权利要求1所述的一种基于输入幅度压缩斩波调制的Sigma
‑
Delta调制器，其特征在于：所述x路采样电容支路是采样支路开关Sd
i
和采样支路电容C
Si
的串联电路，所述幅度压缩斩波开关电容积分器还包括一个采样开关S、x个积分支路开关Id
i
、一个积分开关I和一个运输放大器，其中i＝1、2、...、x；输入信号连接x路采样电容支路和积分开关I后送入包含积分电容C
I
反馈电路的运算放大器进行积分得到输出信号，采样支路电容C
Si
的输入端连接电源电位V
dac
、及经过积分支路开关Id
i
后连接固定电位V
cm
，采样支路电容C
Si
的输出端经过采样开关S后连接固定电位V
cm
；所述输入幅度压缩斩波调制电路通过Ф
1d
时钟信号产生两相非交叠时钟信号Ф
1d1
和Ф
1d2
控制两组y路采样电容支路的采样支路开关Sd
i
交替导通、通过Ф
2d
时钟信号控制积分支路开关Id
i
、通过Ф1时钟信号控制采样开关S、通过Ф2时钟信号控制积分开关I，其中，Ф1、Ф
1d
是采样相时钟信号、Ф2、Ф
2d
是积分相时钟信号。3.根据权利要求2所述的一种基于输入幅度压缩斩波调制的Sigma
‑
Delta调制器，其特征在于：Ф
1d
和Ф
2d
分别为Ф1和Ф2的下降沿延迟时钟。4.根据权利要求3所述的一种基于输入幅度压缩斩波调制的Sigma
‑
Delta调制器，其特征在于：所述幅度压缩斩波开关电容积分器工作时，首先Ф1＝Ф
1d
＝1、Ф2＝Ф
2d
＝0，所述幅度压缩斩波开关电容积分器进入采样模式，此时采样支路电容C
Si
的上极板接共模信号、即固定电位V
cm
，下极板接输入信号，输入信号被采样支路电容C
Si
采样；当时钟翻转时Ф1＝Ф
1d
＝0、Ф2＝Ф
2d
＝1，所述幅度压缩斩波开关电容积分器进入积分模式，此时采样电容C
S
下极板接共模信号、即固定电位V
cm
，输入信号由采样支路电容C
Si
上极板转移到积分电容C
I
上，所述运算放大器在负反馈的作用下闭环增益实现积分并输出。5.根据权利要求4所述的一种基于输入幅度压缩斩波调制的Sigm...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铭易，陈开泉，祁亮，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
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