四阶CTSDM设计:自顶向下方法与高精度验证

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该论文主要探讨了四阶连续时间ΣΔ调制器(CTSDM)的设计过程,由东南大学电子科学与工程学院的汤黎明教授撰写。作者采用了自顶向下的设计策略,这种方法从系统级设计开始,首先通过Matlab的ΣΔToolbox生成离散的噪声传递函数(NTF),从而得到DTSDM的离散环路传递函数H(z)。然后,通过离散时间到连续时间(DT-to-CT)变换,将DTSDM转换成等效的CTSDM系统,以满足系统的性能需求。 设计流程包括三个阶段:系统级验证、行为级验证和电路级验证。在系统级,作者利用Simulink进行仿真,确保整个系统按照预期工作。行为级验证则采用Verilog-A模型,对调制器的逻辑和功能进行精确模拟。最后,作者利用smic0.13um CMOS工艺,在电源电压为2.5V的条件下进行了电路级验证,结果显示四阶CTSDM的信噪比(SNR)高达84dB,证明了其在实际应用中的高性能。 尽管CTSDM相对于DTSDM在降低对运放GBW和SR的需求以及简化抗混叠滤波器等方面具有优势,但非理想因素如时钟抖动和环路延时仍需妥善处理。作者面临的挑战是如何在保证性能稳定性的前提下,优化设计并克服这些挑战。 该论文的研究对于理解如何在连续时间架构下设计高效的ΣΔ调制器具有重要意义,特别是在数字音频、仪表测量和无线通信等领域,CTSDM的高效性和低复杂度是关键竞争优势。通过自顶向下的设计方法,论文提供了一种有效的方法论,有助于其他工程师在实际项目中应用和改进CTSDM的设计技术。