为了在电源管理芯片中完成高精度、低功耗的模数转换,提出了1种自给时钟的增量型Sigma-Delta模数转换器(ADC).该ADC由2阶Sigma-Delta调制器结构组成,使用基于过零检测的开关电容积分器代替了基于运算放大器的开关电容积分器,又通过2阶积分器电路的相互触发产生自给时钟,从而无需外部提供时序信号.该ADC使用0.5μm CMOS工艺,在运行500个周期时可以获得的信号噪声失真比(SNDR)为90.06 d B,有效精度为14.66位,转换时间小于330μs,在5 V供电下功耗为0.317 m W.在保持Sigma-Delta ADC较高精度的同时,通过采用基于零点检测的电路减少了所需的外围电路,从而节省了面积.
提出了一种用于级联结构(multi-stage noise shaping,MASH)Σ-ΔADC的自适应算法,并给出了电路实现方式.该算法采用Σ-ΔADC的输出估计输入信号幅度,在不改变噪声传输函数(noise transfer function,NTF)的前提下,通过改变调制器的缩放系数,得到自适应的信号传输函数(signal transfer function,STF),从而使输出信噪比(signal to noise ratio,SNR)在自适应范围内与输入信号幅度保持独立,并给出了具体的实现方法.另外,通过改变调制器最优系数适用范围的方法,将Σ-ΔADC的量化范围提高至满幅.
