四階連續(xù)時(shí)間正交帶通ΣΔ調(diào)制器的設(shè)計(jì)

表1　調(diào)制器零點(diǎn)配置

　　如圖3所示，這是本文設(shè)計(jì)的四階連續(xù)時(shí)間正交帶通ΣΔ調(diào)制器，它由I、Q兩路四階前饋低通ΣΔ調(diào)制器經(jīng)過電阻交叉耦合組成。

圖3　四階連續(xù)時(shí)間正交帶通ΣΔ調(diào)制器

　　3　時(shí)鐘抖動(dòng)

　　時(shí)鐘抖動(dòng)是限制連續(xù)時(shí)間ΣΔ調(diào)制器性能的主要非理想因素之一。由于時(shí)序的不確定性，在量化器對求和電路輸出進(jìn)行采樣和DAC產(chǎn)生反饋波形時(shí)都會引入誤差。在采樣過程中引入的誤差和量化噪聲一同被調(diào)制器的NTF整形。然而，DAC引入的誤差直接反饋到輸入，會限制整個(gè)調(diào)制器的性能。

　　采用開關(guān)電容反饋DAC能降低連續(xù)時(shí)間調(diào)制器的性能對時(shí)鐘抖動(dòng)的敏感度。

　　圖4反映了時(shí)鐘抖動(dòng)對歸零矩形波和指數(shù)波形的影響，在這兩種反饋波形下，時(shí)鐘抖動(dòng)對SNR 的限制分別為:

　　其中，δ是DAC的占空比，σj 時(shí)鐘抖動(dòng)的均分根，α =TS / (RdacCdac )是采樣周期與時(shí)間常數(shù)的比值，這里認(rèn)為時(shí)鐘抖動(dòng)是方差為σj2 的隨機(jī)白噪聲。由(5)式，可以看出時(shí)鐘抖動(dòng)引入的誤差與開關(guān)電容DAC的時(shí)間常數(shù)有關(guān)。比較以上兩式，可以看出與歸零矩形波相比，指數(shù)波形更能抑制時(shí)鐘抖動(dòng)效應(yīng)對SNR的影響。

圖4　時(shí)鐘抖動(dòng)的對反饋波形影響

　　開關(guān)電容DAC的熱噪聲是調(diào)制器輸入?yún)⒖紵嵩肼暤闹匾M成部分，參考文獻(xiàn)的結(jié)論，可以推出第一級復(fù)數(shù)積分器輸入端的參考熱噪聲近似為:

　　其中RSC = TS /Cdac是開關(guān)電容電路的等效電阻。