硅微陀螺仪高精度数字化相敏解调ASIC 被引量：2

1

作者 赵阳 夏国明 +1 位作者 施芹 裘安萍 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2159-2168,共10页

为了抑制相敏解调引入的闪频(1/f)噪声,实现硅微陀螺仪的高精度片上数字化输出,设计了一种基于sigma-delta模数转换器的相敏解调ASIC。首先,提出了一种量化硅微陀螺仪驱动及检测载波信号的低闪频噪声数字化方案,建立了sigma-delta模数... 为了抑制相敏解调引入的闪频(1/f)噪声,实现硅微陀螺仪的高精度片上数字化输出,设计了一种基于sigma-delta模数转换器的相敏解调ASIC。首先,提出了一种量化硅微陀螺仪驱动及检测载波信号的低闪频噪声数字化方案,建立了sigma-delta模数转换器的系统级分析模型,并利用Simulink完成了基于谐振器级联前馈(CRFF)结构的三阶sigmadelta模数转换器系统级设计。其次,研究了sigma-delta模数转换器的电路级实现方法,在Cadence IC平台上完成了包括低噪声开关电容积分器、加法器及1bit高速量化器等模块的晶体管级电路设计与验证,并采用AMS 0.35μm工艺进行了流片。实验表明:该sigma-delta模数转换器具有三阶噪声整形功能,在硅微陀螺仪的工作频率处(6.4kHz)量化噪声小于200nV/Hz1/2,等效精度位数为12。硅微陀螺仪数字化输出角度随机游走0.012(°)/h1/2,Allan方差零偏不稳定性为0.34(°)/h,零偏稳定性(1σ)为0.94(°)/h,满足高精度硅微陀螺仪的数字化精度需求,并提高了整表集成度。 展开更多

关键词 硅微陀螺仪 专用集成电路 sigma-delta模数转换 相敏解调 闪频(1/f)噪声

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一种改进的适用于Sigma-Delta ADC的数字抽取滤波器 被引量：8

2

作者 郝志刚 杨海钢 +2 位作者 张翀 吴其松 尹韬 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期1012-1016,共5页

数字滤波器在sigma-delta ADC芯片中占据了大部分芯片面积,该文提出了一种数字滤波器结构,这种结构滤波器采用一个控制单元和一个加法器取代了Hogenauer结构滤波器中差分器的多个加法器,从而减小数字电路的面积。一个采用这种结构的4阶... 数字滤波器在sigma-delta ADC芯片中占据了大部分芯片面积,该文提出了一种数字滤波器结构,这种结构滤波器采用一个控制单元和一个加法器取代了Hogenauer结构滤波器中差分器的多个加法器,从而减小数字电路的面积。一个采用这种结构的4阶的数字滤波器在CYCLONEⅡFPGA芯片中被实现,耗费的硬件资源比Hogenauer结构的滤波器减少近29%。 展开更多

关键词 sigma-delta模数转换器 滤波器 差分器

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一款高速、低功耗的Sigma-Delta模数转换器 被引量：5

3

作者 陈昱翀 高博 +1 位作者 林志滨 龚敏 《电子与封装》 2020年第2期56-60,共5页

提出了一种高速、低功耗、高分辨率的新型Sigma-Delta模数转换器(ADC)结构。该结构选择过采样率(OSR)为32的4阶调制器设计以缓解输出速率和通带宽度的压力,采用级联和双量化的方法进行优化,并利用SIMSIDES工具(基于Simulink的Sigma-Delt... 提出了一种高速、低功耗、高分辨率的新型Sigma-Delta模数转换器(ADC)结构。该结构选择过采样率(OSR)为32的4阶调制器设计以缓解输出速率和通带宽度的压力,采用级联和双量化的方法进行优化,并利用SIMSIDES工具(基于Simulink的Sigma-Delta仿真器)进行仿真。数字抽取滤波器部分由级联积分梳状(CIC)滤波器、有限长单位冲激响应(FIR)滤波器和半带(HB)滤波器组成,并且三级滤波器都采用了多相分解结构,以降低动态功耗。使用0.18μm的标准CMOS工艺实现数字抽取滤波器版图。仿真结果表明,在250 kHz带宽下,有效位宽(ENOB)为19 bit。 展开更多

关键词 sigma-delta模数转换器 数字抽取滤波器 多相分解 过采样率

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Sigma Delta ADC中高抽取率滤波器设计 被引量：4

4

作者 郑伟 高博 +2 位作者 刘玥伽 林志滨 龚敏 《电子测量技术》 2020年第6期160-164,共5页

为了解决高阶Sigma-Delta模数转换器(ADC)在折叠带附近噪声衰减不足的问题,针对积分梳状(CIC)函数的零点进行分析,采用了一种零点偏移sinc函数(RS)提高了折叠带附近噪声抑制能力。针对设计中高抽取率和低功耗要求,采用RS函数作为Sigma D... 为了解决高阶Sigma-Delta模数转换器(ADC)在折叠带附近噪声衰减不足的问题,针对积分梳状(CIC)函数的零点进行分析,采用了一种零点偏移sinc函数(RS)提高了折叠带附近噪声抑制能力。针对设计中高抽取率和低功耗要求,采用RS函数作为Sigma Delta抽取滤波器的第一级,其后级联两级FIR滤波器完成一款抽取率为256的数字抽取器。5阶RS滤波器,降低了折叠带附近的高频噪声折叠到基带的的影响;第二级和第三级采用转置结构FIR滤波器分别进行32和2的抽取,转置结构的FIR滤波器能够实现了高吞吐量数据处理。整体结构基于0.18μm CMOS标准工艺,结合4阶级联结构、4 bit量化sigma delta调制器结构,可以在20 MHz工作频率下获得160 dB以上的动态范围,最终输出数据有效位数(ENOB)达24 bit,功率为15 MW,面积3.9 mm^2。 展开更多

关键词 sigma-delta模数转换器 5阶RS滤波器 高精度 数字抽取器 FPGA

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Sigma-Delta模数转换器的三级数字抽取滤波器设计 被引量：3

5

作者 胥珂铭 高博 龚敏 《电子与封装》 2021年第9期51-56,共6页

提出了一种高精度、低资源消耗的Sigma-Delta模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)的数字抽取滤波器结构。该滤波器分为三级,整体降采样率为32,由锐化积分梳状级联滤波器(Sharpen Cascaded Integrator-Comb Filter,SCIC Filter... 提出了一种高精度、低资源消耗的Sigma-Delta模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)的数字抽取滤波器结构。该滤波器分为三级,整体降采样率为32,由锐化积分梳状级联滤波器(Sharpen Cascaded Integrator-Comb Filter,SCIC Filter)、有限长单位冲激响应滤波器(Finite Impulse Response Filter,FIR Filter)、半带滤波器(Half Band Filter,HB Filter)组成。该滤波器还使用了乘法器复用的结构,可以减少乘法器数量,设计中只使用了4个乘法器,节约了大量现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)板资源。滤波器使用MATLAB设计参数,Verilog HDL编写代码,使用Quartus软件进行板级综合设计,最终该设计比普通设计节省了26.3%的逻辑单元和15.6%的寄存器资源。使用MATLAB设计的五阶反馈调制器模型输出250 kHz信号,调制器理想信噪比(Signal-Noise Ratio,SNR)为149 dB,最终滤波器输出SNR达到134 dB。 展开更多

关键词 sigma-delta模数转换器 数字抽取滤波器 高精度 低资源消耗

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二阶Sigma-Delta ADC自适应量化算法及电路实现 被引量：2

6

作者 段营 戎蒙恬 刘文江 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1374-1377,共4页

分析了二阶Sigma-Delta ADC(SDADC)量化反馈电平对SNR的影响,提出了自适应量化算法及其电路实现.该算法能够检测输入信号的强度、自适应调整量化反馈电平的大小,并在调制器的输出端用数字电路矫正自适应量化引入的输入信号幅度的增长.... 分析了二阶Sigma-Delta ADC(SDADC)量化反馈电平对SNR的影响,提出了自适应量化算法及其电路实现.该算法能够检测输入信号的强度、自适应调整量化反馈电平的大小,并在调制器的输出端用数字电路矫正自适应量化引入的输入信号幅度的增长.仿真结果表明,所提出的算法能同时解决由于输入信号强度的减小和量化器过载而引起的SNR下降问题,使得自适应Sig-ma-Delta ADC(ASDADC)的SNR与输入信号的强度无关,且输入动态范围扩大至满幅. 展开更多

关键词 sigma—delta模数转换器 信噪比 自适应量化算法 电路实现

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12位Sigma-Delta模数转换器的降采样滤波器设计 被引量：2

7

作者 黄博志 《电子与封装》 2014年第10期25-29,共5页

一种由SNR(信噪比)驱动的滤波器设计,用于12位Sigma-Delta模数转换器。Sigma-Delta模数转换器包括Sigma-Delta调制器和降采样滤波器两部分,首先用Sigma-Delta调制器对信号进行过采样率量化,然后通过降采样滤波器进行数字信号处理,将信... 一种由SNR(信噪比)驱动的滤波器设计,用于12位Sigma-Delta模数转换器。Sigma-Delta模数转换器包括Sigma-Delta调制器和降采样滤波器两部分,首先用Sigma-Delta调制器对信号进行过采样率量化,然后通过降采样滤波器进行数字信号处理,将信号还原到原始采样率并去除量化噪声。和传统的模数转换器相比,Sigma-Delta模数转换器具有采样率高、精度高、面积小等优点。Sigma-Delta模数转换器的滤波器设计有降采样率和滤波性能两个指标要求,该设计方法由SNR驱动并采用了两种滤波器方案,设计结果在MATLAB里进行了仿真,其SNR大于74 dB,达到12位SigmaDelta模数转换器的要求。 展开更多

关键词 信噪比 sigma-delta模数转换器 降采样滤波器

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Huffman编码用于Sigma-delta ADC波束形成器中1bit码流的压缩 被引量：2

8

作者 韩雪梅 彭虎 +2 位作者 杜宏伟 陈强 冯焕清 《生物医学工程研究》 2005年第1期4-7,共4页

基于过采样Sigma -deltaADC的波束形成器直接利用过采样Sigma -deltaADC所产生的1bit码流的相位信息进行高质量的聚焦延迟-求和。但此1bit码流速率极高,一般不能直接用USB接口送到计算机进行波束形成等后续处理,须先将其进行无损压缩,... 基于过采样Sigma -deltaADC的波束形成器直接利用过采样Sigma -deltaADC所产生的1bit码流的相位信息进行高质量的聚焦延迟-求和。但此1bit码流速率极高,一般不能直接用USB接口送到计算机进行波束形成等后续处理,须先将其进行无损压缩,即在降低码流速度的同时保留波束形成所需的相位信息。采用Huffman编码方式对高速1bit流进行压缩。结果表明,Huffman编码能实现一半以上的压缩,从而使1bit码流通过USB接口传送成为可能。 展开更多

关键词 sigma—delta模数转换器 HUFFMAN编码 超声波束形成

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基于自给时钟的高精度Sigma-Delta ADC设计 被引量：2

9

作者 杨柳 姚素英 +1 位作者 曾新吉 高静 《南开大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期35-41,共7页

为了在电源管理芯片中完成高精度、低功耗的模数转换,提出了1种自给时钟的增量型Sigma-Delta模数转换器(ADC).该ADC由2阶Sigma-Delta调制器结构组成,使用基于过零检测的开关电容积分器代替了基于运算放大器的开关电容积分器,又通过2阶... 为了在电源管理芯片中完成高精度、低功耗的模数转换,提出了1种自给时钟的增量型Sigma-Delta模数转换器(ADC).该ADC由2阶Sigma-Delta调制器结构组成,使用基于过零检测的开关电容积分器代替了基于运算放大器的开关电容积分器,又通过2阶积分器电路的相互触发产生自给时钟,从而无需外部提供时序信号.该ADC使用0.5μm CMOS工艺,在运行500个周期时可以获得的信号噪声失真比(SNDR)为90.06 d B,有效精度为14.66位,转换时间小于330μs,在5 V供电下功耗为0.317 m W.在保持Sigma-Delta ADC较高精度的同时,通过采用基于零点检测的电路减少了所需的外围电路,从而节省了面积. 展开更多

关键词 sigma-delta模数转换器 自给时钟 过零检测 电源管理

原文传递

一种行为级的仿真方法及Sigma-Delta模数转换器的最优化设计(英文) 被引量：1

10

作者 张信 于敦山 +1 位作者 盛世敏 谭志超 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期209-214,共6页

提出了一种行为级仿真方法,可以用于Sigma-Delta模数转换器系统级和行为级设计。与传统的行为级设计方法相比,该方法拥有更高的速度,更加易于使用,并且对于行为级设计来说有更高的效率。采用这种仿真方法,能详细分析模拟电路单元的非理... 提出了一种行为级仿真方法,可以用于Sigma-Delta模数转换器系统级和行为级设计。与传统的行为级设计方法相比,该方法拥有更高的速度,更加易于使用,并且对于行为级设计来说有更高的效率。采用这种仿真方法,能详细分析模拟电路单元的非理想特性如积分器、比较器、运算放大器等,有助于实现高性能设计。为了验证该设计方法的有效性,设计了一个二阶Sigma-Delta模数转换器,并采用0.13μm混合信号CMOS工艺进行了流片。测试结果显示,调制器可以实现77.2dB的最高信噪比,相当于12.5位量化精度,而功耗仅为5.9mW(包括抽取滤波器为6.2mW)。 展开更多

关键词 行为级仿真 电路非理想特性 sigma-delta模数转换器

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光学Sigma-Delta模数转换器的研究进展

11

作者 周雯 王目光 李博 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2012年第1期42-45,共4页

采用光学模数转换技术已经成为高转换速率、高比特精度模数转换器(ADC)的发展趋势。光学Sigma-Delta ADC作为一种光学ADC,具有转换精度高和模拟电路简单等显著优点。介绍了光学Sigma-Delta ADC的基本原理,详细阐述了几种典型的光学Sigma... 采用光学模数转换技术已经成为高转换速率、高比特精度模数转换器(ADC)的发展趋势。光学Sigma-Delta ADC作为一种光学ADC,具有转换精度高和模拟电路简单等显著优点。介绍了光学Sigma-Delta ADC的基本原理,详细阐述了几种典型的光学Sigma-Delta ADC的系统结构,对不同结构的光学Sigma-Delta ADC的优缺点进行了归纳总结。 展开更多

关键词 光学sigma-delta模数转换器 自电光效应器件 误码扩散神经网络 光纤晶格

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