【技术实现步骤摘要】
本技术涉及集成电路，尤其涉及一种高阶连续时间混合架构sigma-delta调制器。
技术介绍
1、sigma-delta调制器是一种基于过采样和噪声整形技术的高精度转换器，近年来，在声学传感器、超声波传感器以及低频电磁应用的模拟前端等高信号带宽与中高转换精度领域，连续时间sigma-delta调制器得到了广泛应用。
2、随着调制器阶数和量化位数的升高，过量环路延时、时钟抖动以及时序误差等各种非理想因素将使调制器的信噪比和动态范围等性能变差。多个有源积分器组成的高阶调制器存在功耗高、系统易振荡等问题，功耗极低的无源积分器能够给环路增加一级lf而成为研究热点，但因其本身不提供增益而无法抑制环路噪声，所以无源积分器如何替换环路中的有源积分器以取得更好的性能仍有待研究。
3、针对多位dac带来的失配误差，市面上普遍使用动态元件匹配(dynamic elementmatching,dem)校正技术进行补偿。dem技术不仅可以校正幅值误差，还可以在一定程度上改善时序误差对调制器性能的影响，但却牺牲了噪声性能。
4、因此，现有的高阶sigma-delta调制器存在结构复杂、功耗大和底噪大的问题。
技术实现思路
1、鉴于以上所述传统技术的缺点，本技术提供一种高阶连续时间混合架构sigma-delta调制器，用于解决上述技术问题。
2、为实现上述目的，本技术提供一种高阶连续时间混合架构sigma-delta调制器。
3、所述高阶连续时间混合
4、所述单放大器双二阶积分器(101)用于对差分输入信号进行二阶积分；所述无源积分器(102)用于对单放大器双二阶积分器(101)输出的积分信号进行一阶积分；所述有源积分器(103)用于对无源积分器(102)输出的积分信号进行一阶积分；所述多位量化器(104)用于对有源积分器(103)输出的积分信号进行量化，向编码器(105)和dem模块(106)输出相应的温度计码；所述dem模块(106)用于校正幅值误差，向d触发器(107)输出随机选择后的温度计码；所述d触发器(107)用于抑制输入端干扰，向主反馈dac1(108)和补偿dac2(109)输出随机选择后的温度计码；所述主反馈dac1(108)以所述dem模块(106)随机选择后的温度计码作为开关码，通过控制开关对管来控制输出电流大小，所述dac1(108)以负反馈的形式连接到所述单放大器双二阶积分器(101)的输入端；所述补偿dac2(109)以所述dem模块(106)随机选择后的温度计码作为开关码，通过控制开关对管来控制输出电压大小，所述dac2(109)以负反馈的形式连接到所述有源积分器(103)的输入端。
5、进一步，所述单放大器双二阶积分器(101)包括电容c1、c2，电阻rin1、r1以及运算放大器opa1；所述无源积分器(102)包括电阻r2、r3以及电容c3；所述有源积分器(103)包括电容c4、电阻rin2以及运算放大器opa2；所述多位量化器(104)包括一个分压电阻梯和15个相同的动态比较器；所述编码器(105)包括11个相同的全加器；所述dem模块(106)包括1个对数移位器、1个加法器、1个编码器以及1个指针寄存器；所述d触发器(107)包括1个dff子模块和3个buffer模块；所述主反馈dac1(108)包括dac1偏置单元和15个dac1阵列单元；所述补偿dac2(109)包括dac2偏置单元和15个dac2阵列单元。
6、与现有技术相比，本技术具有如下特点：
7、所述高阶连续时间混合架构sigma-delta调制器使用ciff-fb混合架构，该架构的stf在高频下的滚降为1/f2，快速路径和精确路径是解耦的，有利于高速设计，同时积分器的增益更大，来自环路的失真和噪声都能被降低。
8、使用单放大器双二阶积分器代替传统的级联型有源积分器，使用一个运算放大器实现二阶积分的效果，减小了功耗。
9、使用无源积分器代替传统的有源积分器，通过功耗极低的无源器件实现一阶积分，同时无源网络提供一个局部前馈路径，使所述有源积分器同时作为加法器工作，从而减少了一个反馈dac的使用，实现了架构的简化和功耗的降低。
10、主反馈dac1的偏置电路使用电阻rn和电容cn组成rc低通滤波器，能够有效滤除参考电路发生器中产生的宽带噪声。
11、使用开关电阻dac2作为所述高阶连续时间混合架构sigma-delta调制器的补偿dac，相较于主反馈dac1，开关电阻dac2在低工作电压下具有更好的噪声性能，同时放宽了有源积分器的增益要求，这在一定程度上减小了功耗。
12、使用一种改进型动态元件匹配校正技术，削弱了非理想因素对反馈dac性能的影响，同时减小了校准模块带来的噪声。
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1.一种高阶连续时间混合架构Sigma-Delta调制器(10)，包括单放大器双二阶积分器(101)、无源积分器(102)、有源积分器(103)、多位量化器(104)、编码器(105)、DEM模块(106)、D触发器(107)以及多位反馈DAC，其特征在于：所述单放大器双二阶积分器(101)的输入端为所述高阶连续时间混合架构Sigma-Delta调制器(10)的输入端；所述无源积分器(102)的输入端与所述单放大器双二阶积分器(101)的输出端连接；所述有源积分器(103)的输入端与所述无源积分器(102)的输出端连接；所述多位量化器(104)的输入端与所述有源积分器(103)的输出端连接；所述编码器(105)的输入端与所述多位量化器(104)的输出端连接；所述DEM模块(106)的输入端与所述多位量化器(104)的输出端连接；所述D触发器(107)的输入端与所述DEM模块(106)的输出端连接；所述多位反馈DAC包括主反馈DAC1(108)和补偿DAC2(109)，其输入端与所述D触发器(107)的输出端连接；所述主反馈DAC1(108)的输出端与所述单放大器双二阶积分器(10
2.根据权利要求1所述的高阶连续时间混合架构Sigma-Delta调制器(10)，其特征在于：所述单放大器双二阶积分器(101)用于对差分输入信号进行二阶积分；所述无源积分器(102)用于对单放大器双二阶积分器(101)输出的积分信号进行一阶积分；所述有源积分器(103)用于对无源积分器(102)输出的积分信号进行一阶积分；所述多位量化器(104)用于对有源积分器(103)输出的积分信号进行量化，向编码器(105)和DEM模块(106)输出相应的温度计码；所述DEM模块(106)用于校正幅值误差，向D触发器(107)输出随机选择后的温度计码；所述D触发器(107)用于抑制输入端干扰，向主反馈DAC1(108)和补偿DAC2(109)输出随机选择后的温度计码；所述主反馈DAC1(108)以DEM模块(106)随机选择后的温度计码作为开关码，通过控制开关对管来控制输出电流大小，主反馈DAC1(108)以负反馈的形式连接到单放大器双二阶积分器(101)的输入端；所述补偿DAC2(109)以DEM模块(106)随机选择后的温度计码作为开关码，通过控制开关对管来控制输出电压大小，补偿DAC2(109)以负反馈的形式连接到有源积分器(103)的输入端。
3.根据权利要求1所述的高阶连续时间混合架构Sigma-Delta调制器(10)，其特征在于：所述单放大器双二阶积分器(101)包括电容C1、C2，电阻Rin1、R1以及运算放大器OPA1；所述无源积分器(102)包括电阻R2、R3以及电容C3；所述有源积分器(103)包括电容C4、电阻Rin2以及运算放大器OPA2；所述多位量化器(104)包括一个分压电阻梯和15个相同的动态比较器；所述编码器(105)包括11个相同的全加器；所述DEM模块(106)包括1个对数移位器、1个加法器、1个编码器以及1个指针寄存器；所述D触发器(107)包括1个dff子模块和3个buffer模块；所述主反馈DAC1(108)包括DAC1偏置单元和15个电流舵DAC1阵列单元；所述补偿DAC2(109)包括DAC2偏置单元和15个开关电阻DAC2阵列单元。
4.根据权利要求1所述的高阶连续时间混合架构Sigma-Delta调制器(10)，其特征在于：所述高阶连续时间混合架构Sigma-Delta调制器(10)使用CIFF-FB架构，采用单放大器双二阶积分器(101)代替传统的级联型有源积分器，采用无源积分器(102)代替有源积分器。
5.根据权利要求1所述的高阶连续时间混合架构Sigma-Delta调制器(10)，其特征在于：所述主反馈DAC1(108)偏置电路中的电阻RN和电容CN组成RC低通滤波器，能够有效滤除参考电路发生器中产生的宽带噪声。
...【技术特征摘要】
1.一种高阶连续时间混合架构sigma-delta调制器(10)，包括单放大器双二阶积分器(101)、无源积分器(102)、有源积分器(103)、多位量化器(104)、编码器(105)、dem模块(106)、d触发器(107)以及多位反馈dac，其特征在于：所述单放大器双二阶积分器(101)的输入端为所述高阶连续时间混合架构sigma-delta调制器(10)的输入端；所述无源积分器(102)的输入端与所述单放大器双二阶积分器(101)的输出端连接；所述有源积分器(103)的输入端与所述无源积分器(102)的输出端连接；所述多位量化器(104)的输入端与所述有源积分器(103)的输出端连接；所述编码器(105)的输入端与所述多位量化器(104)的输出端连接；所述dem模块(106)的输入端与所述多位量化器(104)的输出端连接；所述d触发器(107)的输入端与所述dem模块(106)的输出端连接；所述多位反馈dac包括主反馈dac1(108)和补偿dac2(109)，其输入端与所述d触发器(107)的输出端连接；所述主反馈dac1(108)的输出端与所述单放大器双二阶积分器(101)的输入端连接；所述补偿dac2(109)的输出端与所述有源积分器(103)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的高阶连续时间混合架构sigma-delta调制器(10)，其特征在于：所述单放大器双二阶积分器(101)用于对差分输入信号进行二阶积分；所述无源积分器(102)用于对单放大器双二阶积分器(101)输出的积分信号进行一阶积分；所述有源积分器(103)用于对无源积分器(102)输出的积分信号进行一阶积分；所述多位量化器(104)用于对有源积分器(103)输出的积分信号进行量化，向编码器(105)和dem模块(106)输出相应的温度计码；所述dem模块(106)用于校正幅值误差，向d触发器(107)输出随机选择后的温度计码；所述d触发器(107)用于抑制输入端干扰，向主反馈dac1(108)和补...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦保林，陈明亮，韦雪明，徐卫林，段吉海，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：
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