Конструкции многобитного сигма-дельта модулятора

Автор(и)

  • Ms. Соника журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", Індія
  • Д. Д. Неема Чхаттисгархский технологический институт, Індія
  • Р. Н. Пател Инженерно-технологический факультет SSGI, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347016060017

Ключові слова:

аналогово-цифровой преобразователь, АЦП, сигма-дельта модулятор, генерация шума, MASH, отношение сигнал/помеха искажение, коэффициент передискретизации

Анотація

В статье представлены две конструкции многобитных сигма-дельта модуляторов (СДМ) третьего порядка: СДМ с малым искажением и каскадный СДМ. В основе предложенного каскадного модулятора лежит традиционная конструкция СДМ, например L-0 MASH (Multi-stAge noise SHaping, многокаскадное формирование спектра шума) c межкаскадными обратными связями. СДМ типа MASH не является одноконтурной системой. Одним из недостатков такого устройства является ограничение производительности из-за явления неустранимого шума, распространяющегося от первого модулятора, т.к. межкаскадная обратная связь устраняет только нелинейные ошибки, вносимые многобитным ЦАП в последнем каскаде, в то время как в остальных каскадах по-прежнему возникают ошибки нелинейности ЦАП без формирования шума, что также снижает производительность всей системы. В данной статье предлагается улучшенная версия каскадного многобитного СДМ с устранением указанных проблем. Кроме того предложен СДМ третьего порядка с малыми искажениями. Результаты компьютерного моделирования подтверждают преимущества обоих предложенных модуляторов.

Посилання

Schreier R. An empirical study of high-order single-bit delta-sigma modulators / R. Schreier // IEEE Trans. Circuits Syst. II: Analog Digital Signal Process. — Aug. 1993. — Vol. 40, No. 8. — P. 461–466. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/82.242348.

Norsworthy S. R. Delta-Sigma Converters: Theory, Design and Simulation / Ed. by Steven R. Norsworthy, Richard Schreier, Gabor C. Temes. — IEEE Press, 1997.

Longo L. A 13 bit ISDN-band oversampled ADC using two-stage third order noise shaping / L. Longo, M. Copeland // Custom Integrated Circuits : IEEE Conf., Jan. 1988, Rochester, NY : proc. — IEEE, 1988. — P. 21.2/1– 21.2/4. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/CICC.1988.20906.

Ribner D. B. A comparison of modulator networks for high-order oversampled ΣΔ analog-to-digital converters / D. B. Ribner // IEEE Trans. Circuits Syst. — Feb. 1991. — Vol. 38, No. 2. — P. 145–159. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/31.68293.

Williams L. A. Third-order cascaded sigma-delta modulators / L. A. Williams III, B. A. Wolley // IEEE Trans. Circuits Syst. — May 1991. — Vol. 38, No. 5. — P. 489–498. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/31.76485.

Wideband low-distortion delta-sigma ADC topology / J. Silva, U. Moon, J. Steensgaard, G. C. Temes // IET Electron. Lett. — Jun. 2001. — Vol. 37, No. 12. — P. 737–738. — DOI : http://dx.doi.org/10.1049/el:20010542.

Chiang J.-S. Novel noise shaping of cascaded sigma-delta modulator for wide bandwidth applications / Jen-Shiun Chiang, Teng-Hung Chang, Pou-Chu Chou // Electronics, Circuits and Systems : 8th IEEE Int. Conf. ICECS, 2001 : proc. — IEEE, 2001. — Vol. 3. — P. 1379–1382. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ICECS.2001.957471.

Leslie T. C. An improved sigma-delta modulator architecture / T. C. Leslie, B. Singh // Circuits and Systems : IEEE Int. Symp., 1–3 May 1990, New Orleans, LA : proc. — IEEE, 1990. — Vol. 1. — P. 372–375. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ISCAS.1990.112045.

Hairapetian A. Multibit sigma delta modulator with reduced sensitivity to DAC nonlinearity / A. Hairapetian, G. C. Temes, Z. X. Zhang // Electron. Lett. — May 1991. — Vol.27, No. 11. — P. 990–991. — DOI : http://dx.doi.org/10.1049/el:19910617.

Kuo T.-H. A wideband CMOS sigma-delta modulator with incremental data weighted averaging / Tai-Haur Kuo, Kuan-Dar Chen, Horng-Ru Yeng // IEEE J. Solid-State Circuits. — Jan. 2002. — Vol. 37, No. 1. — P. 11–17. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/4.974541.

Richard Schreier, The Delta-Sigma Toolbox, http://www.mathworks.it/matlabcentral, File Exchange > Control and System Modeling > Control Design > delsig.

A 16-bit oversampling A-to-D conversion technology using triple-integration noise shaping / Y. Matsuya, K. Uchimura, Atsushi Iwata, T. Kobayashi, M. Ishikawa, T. Yoshitome // IEEE J. Solid-State Circuits. — Dec. 1987. — Vol. 22, No. 6. — P. 921–929. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/JSSC.1987.1052839.

Hairapetian A. A dual-quantization multi-bit sigma delta analog/digital converter / A. Hairapetian, G. C. Temes // Circuits and Systems : IEEE Int. Symp. ISCAS’94, 30 May–2 Jun. 1994, London : proc. — IEEE, 1994. — Vol. 5. — P. 437–440. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ISCAS.1994.409403.

Chiang J.-S. A novel wideband low-distortion cascaded sigma-delta ADC / Jen-Shiun Chiang, Teng-Hung Chang, Pou-Chu Chou // Circuits and Systems : IEEE Int. Symp. ISCAS, 26–29 May 2002, Phoenix-Scottsdale, AZ : proc. — IEEE, 2002. — Vol. 2. — P. 636–639. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ISCAS.2002.1011433.

Digital noise shaping multibit delta-sigma modulator / Q.-Q. Wang, B.-J. Ge, X.-X. Feng, X.-A. Wang // Electron. Lett. — Aug. 2010. — Vol. 46, No. 16. — P. 1110–1111. — DOI : http://dx.doi.org/10.1049/el.2010.1598.

##submission.downloads##

Опубліковано

2016-06-17

Як цитувати

Соника M., Неема, Д. Д., & Пател, Р. Н. (2016). Конструкции многобитного сигма-дельта модулятора. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 59(6), 3–13. https://doi.org/10.20535/S0021347016060017

Номер

Том 59 № 6 (2016)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2016 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.