西安电科大吴笑峰博士论文：高精度Σ-ΔADC设计与系统指标分析

本章主要讨论了ni-xnet中的sigma-delta ADC（∑-Δ模数转换器）数据配置的详细说明。传统的奈氏ADC工作流程包含采样和量化，但12位以上的高精度设计对设计者来说是一个挑战。相比之下，∑-Δ ADC以其高精度和低功耗的优势崭露头角。它通过过采样、噪声整形及数字滤波技术，减轻了对模拟电路的依赖，能够实现超越传统ADC的高性能。 该研究聚焦于西安电子科技大学的一篇博士学位论文，作者吴笑峰在微电子学与固体电子学专业下，探讨了高精度∑-Δ ADC的设计与研究。论文强调了∑-Δ ADC系统指标的重要性，包括动态特性（如信噪比、动态范围、无杂波动态范围）和静态特性（如积分非线性、微分非线性）。作者通过Matlab软件进行了深入的建模和系统仿真，提出了设计一套完整的方法来确定模拟调制器的阶数、前馈因子、反馈因子和积分器增益因子。 在模拟调制器的设计上，文章着重分析了非理想因素的影响，如运放的直流增益限制、带宽和摆率的局限、输出摆幅限制、开关非线性、时钟抖动和采样电容的热噪声。通过对这些因素的量化分析，为后续的电路设计提供了关键参数参考。选择2阶单环多位结构，并优化了前馈和反馈系数，以实现高精度的ADC系统。4位量化器被用于减少量化噪声。此外，采用新型时钟馈通补偿技术的自举开关技术，有效降低了输入级采样开关非线性带来的谐波失真，提升了系统的动态性能。 最后，文中提到高增益的运算放大器对于高精度∑-Δ ADC至关重要。设计中采用了两层运算放大器结构，第一层采用共源共栅结构，第二层为共源放大器，而共模反馈电路则采用开关电容技术，以增加输出摆幅，确保了系统的稳定性与精度。 本章节深入剖析了∑-Δ ADC的关键设计要素和技术挑战，为高精度、低功耗的ADC系统设计提供了有价值的知识和实践经验。