一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种Sigma
‑
Delta调制器


[0001]本专利技术涉及数字处理
，尤其涉及到一种
Sigma
‑
Delta
调制器
。

技术介绍

[0002]Sigma
‑
DeltaADC
广泛应用于医疗仪器
、
传感器等领域，在角度传感器中，需要在
20Khz
带宽内具有超过
90db
信噪比和失真比
(SNDR)
的高精度传感器来实现精确的角度测量
。
[0003]由于调制器的过采样率
(OSR)
受到限制，因而为了提高调制器的信噪比
(SNR)
和信噪失真比
(SNDR)
，目前一般可以通过提高调制器阶数以及后面量化器的位数，或者调整调制器不同系数来实现更高的信噪比
。
而基于对于调制器的系数的调整方式的不同，可以将调制器分为前馈结构调制器和反馈结构调制器
。
但是，前馈结构对最后一级加法器的要求较高，无论是采用有源加法器还是采用包括较多电容的无源加法器，均具有功耗较高的问题，且无源加法器中过多的电容还会大大增加版图设计的复杂度；反馈结构则将量化噪声反馈到各级积分器的输入端，将会导致对积分器内部的运放要求更高，且功耗更高的问题
。
因此，如何在保证精度的同时降低调制器的功耗成为亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0004]因此，为了解决现有技术中出现的上述问题，本申请提供了一种在最后一级积分单元内将输入信号与反馈信号进行叠加，实现前馈结构和反馈结构的混合结构，进而使得其中的最后一级加法器
(
也即末端加法器
)
无需使用有源加法器，功耗较低的
Sigma
‑
Delta
调制器
。
[0005]本专利技术提供了一种
Sigma
‑
Delta
调制器，包括：
[0006]至少两级依次连接的积分单元，且除最后一级积分单元以外的其他积分单元的输出端均与最后一级积分单元的输入端相连接；每一级积分单元均包括一加法器和一积分器，加法器的输入端即为积分单元的输入端，加法器的输出端与积分器的输入端相连接，积分器的输出端即为积分单元的输出端；
[0007]末端加法器，其输入端与最后一级积分单元的输出端相连接；
[0008]量化器，其输入端与末端加法器的输出端相连接，输出端经过一反馈
DAC
后与第一级积分单元以及最后一级积分单元的输入端相连接
。
[0009]在可选的实施方式中，积分单元为三个或者三个以上，最后一级积分单元的输出端还与第二级积分单元的输入端相连接
。
[0010]在可选的实施方式中，
Sigma
‑
Delta
调制器还包括：
[0011]谐振放大器，其输入端与最后一级积分单元的输出端相连接，输出端与第二级积分单元的输入端相连接
。
[0012]在可选的实施方式中，每一级积分单元均还包括一级内放大器，级内放大器的输入端与积分器的输出端相连接，输出端与下一级加法器相连接
。
[0013]在可选的实施方式中，
Sigma
‑
Delta
调制器还包括：
[0014]若干前馈放大器，除最后一级积分单元以外的其他积分单元的输出端均通过对应的前馈放大器后与最后一级积分单元的输入端相连接
。
[0015]在可选的实施方式中，
Sigma
‑
Delta
调制器还包括：
[0016]第一反馈放大器，其输入端与反馈
DAC
的输出端相连接，输出端与第一级积分单元的输入端相连接；
[0017]第二反馈放大器，其输入端与反馈
DAC
的输出端相连接，输出端与最后一级积分单元的输入端相连接
。
[0018]在可选的实施方式中，
Sigma
‑
Delta
调制器还包括：
[0019]输入放大器，其输入端用以接收给入正弦波，输出端与第一级积分单元的输入端相连接
。
[0020]本专利技术提供的技术方案，具有如下优点：
[0021]1、
本专利技术提供的
Sigma
‑
Delta
调制器，通过设置除最后一级积分单元以外的其他积分单元的输出端均与最后一级积分单元的输入端相连接，实现各个积分单元之间的前馈，再通过设置量化器的输出端经过一反馈
DAC
后与第一级积分单元以及最后一级积分单元的输入端相连接，将输出信号反馈到倒数第二级的加法器
(
末端加法器为最后一级加法器，倒数第二级的加法器也即为最后一级积分单元内的加法器
)
，在该倒数第二级的加法器实现输入信号和反馈信号的耦合，使得末端加法器无需为有源加法器或者具有较多电容的复杂无源加法器，同时基于调制器的带宽可以进行过采样率的倍数缩减，倒数第二级的加法器中的电容能够与带宽进行更好的匹配，最终使得该
Sigma
‑
Delta
调制器的精度较高且功耗较低
。
[0022]2、
本专利技术提供的
Sigma
‑
Delta
调制器，通过设置输入端与最后一级积分单元的输出端相连接
、
输出端与第二级积分单元的输入端相连接的谐振放大器，在
Sigma
‑
Delta
调制器内形成一个局部谐振器，进而可以通过调整谐振放大器的参数实现定位复零点，从而在信号频带内实现最佳的噪声抑制，实现更高的信噪比
。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0024]图1为本专利技术实施例提供的一种
Sigma
‑
Delta
调制器的结构示意图；
[0025]图2为图1中的
Sigma
‑
Delta
调制器的参数设置示例图
。
具体实施方式
[0026]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
Sigma
‑
Delta
调制器，其特征在于，包括：至少两级依次连接的积分单元，且除最后一级所述积分单元以外的其他所述积分单元的输出端均与所述最后一级积分单元的输入端相连接；每一级所述积分单元均包括一加法器和一积分器，所述加法器的输入端即为所述积分单元的输入端，所述加法器的输出端与所述积分器的输入端相连接，所述积分器的输出端即为所述积分单元的输出端；末端加法器，其输入端与所述最后一级积分单元的输出端相连接；量化器，其输入端与所述末端加法器的输出端相连接，输出端经过一反馈
DAC
后与第一级所述积分单元以及所述最后一级积分单元的输入端相连接
。2.
根据权利要求1所述的
Sigma
‑
Delta
调制器，其特征在于，所述积分单元为三个或者三个以上，所述最后一级积分单元的输出端还与第二级所述积分单元的输入端相连接
。3.
根据权利要求2所述的
Sigma
‑
Delta
调制器，其特征在于，还包括：谐振放大器，其输入端与所述最后一级积分单元的输出端相连接，输出端与所述第二级所述积分单元的输入端相连接
。4.
根据权利要求1‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖鹏，苏振，舒斌，宋子奇，吴勇，王东，何滇，李晴，王文强，翟世奇，查梦凡，
申请(专利权)人：西安电子科技大学芜湖研究院，
类型：发明
国别省市：