双噪声分段的低功耗多位Delta-Sigma调制器

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"具有双噪声形状分段的多位Delta-Sigma调制器" 这篇研究论文探讨了一种低功耗架构的多位Delta-Sigma调制器,该调制器充分利用了增加的量化级别,以提高分辨率和线性度。Delta-Sigma(ΔΣ)调制器是一种常见的模数转换器(ADC)技术,它通过高采样率和低精度量化来实现高分辨率的信号转换。 在传统的Delta-Sigma调制器中,噪声主要被转移到频谱的高频部分,以减少对低频信号的影响。然而,随着量化位数的增加,这可能会导致硬件复杂度的显著增加,并可能引入非线性失真。论文提出的创新之处在于应用了“双噪声形状分段”策略,这一策略不仅应用于量化器,也应用于反馈数字到模拟转换器(DAC)。 通过这种双重噪声整形,调制器能在保持高分辨率和高线性度的同时,降低硬件复杂度。一个关键的改进是显著减小了积分器的输出摆幅。这有助于减少与时间相关的失真,特别是在离散时间(DT)实现中,摆幅的减小能减轻因摆动引起的失真。 此外,论文指出,这种均匀线性的稳定行为可以容忍较大的设定误差,而不会显著降低性能。这大大放宽了运算放大器的设计带宽要求,意味着可以使用低增益放大器,从而进一步降低功耗。 低增益放大器的使用是本文设计的另一个重要特点。由于输出摆幅减小,它们能够在保持系统性能的同时,降低电源电压需求和整体功率消耗。这样的设计对于便携式和电池供电设备尤其有利,因为它允许在满足高性能要求的同时,延长设备的电池寿命。 这篇论文提出的双噪声形状分段多位Delta-Sigma调制器为高分辨率、低功耗的ADC设计提供了一个新的解决方案。它通过优化架构降低了硬件复杂度和功率需求,同时保持了良好的性能指标,对于未来高速、高精度的模拟信号处理有着重要的理论和实践价值。