揭秘σ-δadc及工作原理(編輯修改稿)
2025-09-19 01:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器輸出中“1”的密度正比于輸入信號(hào)，如果輸入電壓上升，比較器將產(chǎn)生更多數(shù)量的1，反之亦然。積分器用來(lái)對(duì)誤差電壓求和，對(duì)于輸入信號(hào)表現(xiàn)為低通濾波器，而對(duì)于量化噪聲則表現(xiàn)為高通濾波。這樣，大部分量化噪聲就被推向更高的頻段，如圖5所示。與前面的簡(jiǎn)單過(guò)采樣相比，總的噪聲功率雖未改變，但噪聲的分布發(fā)生了變化。噪聲成形頻譜完成噪聲成形積分器對(duì)噪聲進(jìn)行高通濾波信號(hào)幅值功率圖5. ΣΔ調(diào)制器中積分器的作用如果對(duì)噪聲整形后的ΣΔ調(diào)制器輸出進(jìn)行數(shù)字濾波，將有可能移走比簡(jiǎn)單過(guò)采樣中更多的噪聲，如圖6所示。這種調(diào)制器（一階）在每?jī)杀兜倪^(guò)采樣率下可提供9dB的SNR改善。在ΣΔ調(diào)制器中采用更多的積分與求和環(huán)節(jié)，可以提供更高階數(shù)的量化噪聲成形。例如，如圖7中所示，一個(gè)二階ΣΔ調(diào)制器在每?jī)杀兜倪^(guò)采樣率下可改善SNR 15dB。圖8顯示了ΣΔ調(diào)制器的階數(shù)、過(guò)采樣率和能夠獲得的SNR三者之間的關(guān)系。數(shù)字濾波器濾除高頻噪聲數(shù)字濾波器頻響信號(hào)幅值功率對(duì)整形后的噪聲進(jìn)行濾波圖6. 數(shù)字濾波器對(duì)整形后噪聲的濾除效果二階一階數(shù)字濾波器圖7. 采用多級(jí)積分與求和獲取更高階數(shù)的量化噪聲過(guò)采樣率，K一階環(huán)路9dB每倍頻程二階環(huán)路15dB每倍頻程三階環(huán)路21dB每倍頻程信噪比（dB）圖8 信噪比（SNR）與ΣΔ調(diào)制器階數(shù)和過(guò)采樣率的關(guān)系3. 數(shù)字濾波和抽取ΣΔ調(diào)制器以采樣速率輸出1位數(shù)據(jù)流，頻率可高達(dá)MHz量級(jí)。數(shù)字濾波和抽取的目的是從該數(shù)據(jù)流中提取出有用的信息，并將數(shù)據(jù)速率降低到可用的水平。ΣΔ AD
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