一种基于单运放谐振器的三阶连续时间Sigma-Delta调制器电路制造技术

技术编号:42925587 阅读:1 留言:0更新日期:2024-10-11 15:51
本发明专利技术涉及一种基于单运放谐振器的三阶连续时间Sigma‑Delta调制器电路,包括:三阶单运放谐振器电路、单端转双端模块电路、自主共模动态比较器、双端转单端模块电路、归零DAC电路。通过利用所提出的一种基于单运放谐振器的三阶连续时间Sigma‑Delta调制器电路,具有以下提升:1)相比于传统三阶调制器电路需要三个运算放大器的设计,本发明专利技术仅采用一个运算放大器即可实现三阶调制器电路的性能,使得环路滤波器引起的功耗大大降低;2)本发明专利技术使用自主共模动态比较器,可以用更节能的方式实现更低的量化误差;3)本发明专利技术使用归零DAC转换模块电路,可以通过利用开关电阻的切换机制和75%的时钟占空比的反馈时间,实现额外环路延时的消除。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于模拟集成电路设计领域,具体涉及一种基于单运放谐振器的三阶连续时间sigma-delta调制器电路。


技术介绍

1、具有连续时间环路滤波器的sigma-delta调制器电路由于其低功耗和低电压运行的潜力而在电池供电应用中广受欢迎。连续时间调制器电路提供固有的抗混叠功能,并且与离散时间调制器电路相比,对运算放大器的速度要求较宽松。特别是,连续时间调制器电路架构对于高分辨率和低带宽的应用来说是不错的选择。近年来,低功耗设计已成为一个更加重要的研究领域。然而,为了实现高精度连续时间sigma-delta调制器电路,所需要的环路滤波器的阶数必须要高,导致需要的运算放大器的个数也随之增多,整体的功耗将因此变得非常显著;此外,传统单比特量化器也会产生显著的功耗。因此,研究应用于高精度sigma-delta调制器电路的低功耗环路滤波器的设计技术和低功耗的单比特量化器设计技术,将成为迫切的需求。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述问题,本技术提供了一种基于单运放谐振器的三阶连续时间sigma-delta调制器电路。本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现:

2、本技术的一个实施例提供了一种基于单运放谐振器的三阶连续时间sigma-delta调制器电路,包括:三阶单运放谐振器电路、单端转双端模块电路、自主共模动态比较器、双端转单端模块电路、归零dac电路。

3、本技术的一个实施例中,所述的三阶单运放谐振器电路与输入信号u(t)、dac反馈信号q(t)、所述的单端转双端模块电路相连接;所述的单端转双端模块与所述的自主共模动态比较器相连接;所述的自主共模动态比较器与所述的双端转单端模块电路相连接;所述的双端转单端模块电路与所述的归零dac电路相连接。

4、本技术的一个实施例中,所述的三阶单运放谐振器电路,包括

5、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、第一单位增益缓冲器、第二单位增益缓冲器、电容c1、电容c2、电容c3、运算放大器a1;其中,

6、所述的电阻r1与所述的第一单位增益缓冲器、所述的电阻r7、所述的电容c1、所述的运算放大器a1的负输入端相连接;所述的电阻r2与所述的电容c1、所述的电容c2、所述的电阻r7、所述的电阻r5、所述的电阻r6、所述的电阻r4相连接;所述的电阻r3与所述的电阻r7、所述的电阻r5、所述的电容c2、所述的电容c3相连接;所述的电阻r4与所述的电阻r6、运算放大器a1的输出端以及所述的单端转双端模块相连接;电阻r5与所述的电阻r7、所述的电容c2、所述的电容c3、所述的第二单位增益缓冲器相连接;电阻r6与所述的第一单位增益缓冲器、所述的电容c1、所述的电容c2相连接;所述的电阻r7与所述的第一单位增益缓冲器、所述的电容c2、所述的电容c3相连接;所述的电容c1与所述的运算放大器的负输入端、所述的电容c2相连接;所述的电容c2与所述的电容c3相连接;所述的电容c3与所述的第二单位增益缓冲器、所述的运算放大器a1的输出端、所述的单端转双端模块电路相连接。

7、本技术的一个实施例中,所述的单端转双端模块电路包括

8、输入信号y(t)、单端转双端模块、输出信号y1(t)和y2(t);其中,

9、所述的输入信号y(t)与所述的单端转双端模块相连接;所述的单端转双端模块与所述的输出信号y1(t)和y2(t)相连接。

10、本技术的一个实施例中,所述的自主共模动态比较器包括

11、开关s1、开关s2、开关s3、开关s4、开关s5、nmos管m1、nmos管m2、nmos管m3、nmos管m4、nmos管m9、pmos管m5、pmos管m6、pmos管m7、pmos管m8;其中,

12、所述的开关s1与所述的单端转双端模块电路中的输出信号y1(t)、所述的开关s5、所述的nmos管m1相连接;所述的开关s2与所述的单端转双端模块电路中的输出信号y2(t)、所述的开关s5、所述的nmos管m2相连接;所述的开关s3与所述的nmos管m1、所述的nmos管m3、所述的nmos管m9、所述的开关s4相连接;所述的开关s4与所述的nmos管m2、所述的nmos管m4、所述的nmos管m9相连接;所述的开关s5与所述的nmos管m1、所述的nmos管m2相连接;所述的nmos管m1与所述的nmos管m2、nmos管m3、nmos管m9相连接;所述的nmos管m2与所述的nmos管m4、nmos管m9相连接;所述的nmos管m3与所述的nmos管m4、所述的开关s3、所述的pmos管m5、所述的pmos管m7、所述的pmos管m5、所述的pmos管m6、所述的pmos管m8相连接;所述的nmos管m4与所述的nmos管m5、所述的开关s4、所述的pmos管m6、所述的pmos管m8、所述的pmos管m5、所述的pmos管m7相连接;所述的pmos管m5与所述的pmos管m6、所述的pmos管m7、所述的pmos管m8、所述的双端转单端模块电路相连接;所述的pmos管m6与所述的pmos管m7、所述的pmos管m8、所述的双端转单端模块电路相连接;所述的pmos管m7与所述的双端转单端模块电路相连接;所述的pmos管m8与所述的双端转单端模块电路相连接。

13、需要说明的是,所述的pmos管m5、pmos管m6、pmos管m7、pmos管m8的源极都与电源电压vdd连接在一起;nmos管m9的源极与地电压gnd连接在一起。

14、本技术的一个实施例中,所述的双端转单端模块电路包括

15、输入信号qn、qp,双端转单端模块,输出信号q;其中,

16、所述的输入信号qn、qp与所述的双端转单端模块相连接;所述的双端转单端模块与所述的输出信号q相连接;所述的输出信号q与所述的归零dac电路相连接。

17、本技术的一个实施例中,所述的归零dac电路包括

18、输入信号q,归零dac,输出信号q(t);其中,

19、所述的输入信号q与所述的归零dac相连接;所述的归零dac与所述的输出信号q(t)相连接。

20、本技术的一个实施例中,所述的归零dac电路基于的切换机制是开关电阻,占空比的控制时间是75%。

21、与现有技术相比,本技术的有益效果:

22、1)相比于传统三阶调制器电路需要三个运算放大器的设计,本技术仅采用一个运算放大器即可实现三阶调制器电路的性能,使得环路滤波器引起的功耗大大降低;

23、2)本技术使用自主共模动态比较器,可以用更节能的方式实现更低的量化误差;

24、3)本技术使用归零dac转换模块电路,可以通过利用开关电阻的切换机制和75%的时钟占空比的反馈时间,实现额外环路延时的消除。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于单运放谐振器的三阶连续时间Sigma-Delta调制器电路,包括:

2.根据权利要求1所述的基于单运放谐振器的三阶连续时间Sigma-Delta调制器电路,其特征在于,所述的三阶单运放谐振器电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、第一单位增益缓冲器、第二单位增益缓冲器、电容C1、电容C2、电容C3、运算放大器A1;其中,

3.根据权利要求2中所述的基于单运放谐振器的三阶连续时间Sigma-Delta调制器电路,其特征在于,所述的单端转双端模块电路,包括输入信号Y(t)、单端转双端模块、输出信号Y1(t)和Y2(t);其中,

4.根据权利要求3所述的基于单运放谐振器的三阶连续时间Sigma-Delta调制器电路,其特征在于,所述的自主共模动态比较器,包括开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、NMOS管M1、NMOS管M2、NMOS管M3、NMOS管M4、NMOS管M9、PMOS管M5、PMOS管M6、PMOS管M7、PMOS管M8;其中,

5.根据权利要求4中所述的基于单运放谐振器的三阶连续时间Sigma-Delta调制器电路,其特征在于,所述的PMOS管M5、PMOS管M6、PMOS管M7、PMOS管M8的源极都与电源电压VDD连接在一起;NMOS管M9的源极与地电压GND连接在一起。

6.根据权利要求5中所述的基于单运放谐振器的三阶连续时间Sigma-Delta调制器电路,其特征在于,所述的双端转单端模块电路,包括输入信号QN、QP,双端转单端模块,输出信号Q;其中,

7.根据权利要求6中所述的基于单运放谐振器的三阶连续时间Sigma-Delta调制器电路,其特征在于,所述的归零DAC电路,包括

8.根据权利要求7所述的基于单运放谐振器的三阶连续时间Sigma-Delta调制器电路,其特征在于,所述的归零DAC电路基于的切换机制是开关电阻,占空比的控制时间是75%。

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【技术特征摘要】

1.一种基于单运放谐振器的三阶连续时间sigma-delta调制器电路,包括:

2.根据权利要求1所述的基于单运放谐振器的三阶连续时间sigma-delta调制器电路,其特征在于,所述的三阶单运放谐振器电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、第一单位增益缓冲器、第二单位增益缓冲器、电容c1、电容c2、电容c3、运算放大器a1;其中,

3.根据权利要求2中所述的基于单运放谐振器的三阶连续时间sigma-delta调制器电路,其特征在于,所述的单端转双端模块电路,包括输入信号y(t)、单端转双端模块、输出信号y1(t)和y2(t);其中,

4.根据权利要求3所述的基于单运放谐振器的三阶连续时间sigma-delta调制器电路,其特征在于,所述的自主共模动态比较器,包括开关s1、开关s2、开关s3、开关s4、开关s5、nmos管m1、nmos管m2、nmos管m3、nmos管m4、nmos管...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄旭张磊艾蕾
申请(专利权)人:伯恩半导体深圳有限公司
类型:新型
国别省市:

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