一种2-1-1型MASH∑ - △调制器的系统设计

4 行为级仿真结果

在设计2-1-1MASH∑-△调制器时，选取调制器各级系数除了必须满足表1外，通常还满足以下原则：

(1)使d3尽量减小，避免由此引起的分辨率过多损失；
(2)过载度尽量大，以获得较高的峰值信噪比；
(3)积分器的输出摆幅尽量小，尤其是低电压工作时更应注意这点；
(4)模拟部分系数的选取应能使各个采样、积分电容版图可以很好地匹配，并有较小的面积；
(5)噪声抵消逻辑中各系数的选取应考虑能用简单的逻辑寄存器来实现。

基于上述原则，并且考虑调制器第二级、第三级的电路可以复用，选取g1=g1’=1／8，g2=1，g2’=1／4，g3=0，g3’=1／2，g3"=1／4，g4=0，g4’=1／2，g4"=1／4。行为级仿真线路图如图9。图中考虑了各种非理想因素对调制器输出的影响。过采样率64，采样时钟频率19.2MHz，信号带宽150±12kHz。电路可以通过行为级的仿真确定非理想因素的约束条件，图9以运放摆幅为例，给出以-3dB FS输入时，系统信噪比与运放摆幅之间的关系，由该图可以看出，运算放大器摆幅至少要大干0.65，调制器各非理想参数仿真结果见表2。

2-1-1MASH调制器经过噪声消除电路输出的比特流功率谱密度如图10。由图10可以看出，噪声在特内得到很好的抑制，经过降采样数字滤波器后信噪比得到极大提高。图11为调制器的动态范围仿真，结果表明调制器峰值信噪比94dB，并可获得95dB的动态范围。

5 结束语

本文首先讨论了∑-△调制器非理想因素及其用SIMULINK创建的模型，然后以2-1-1MASH结构为例，介绍了∑-△调制器行为级设计的方法。仿真结果表明，在-10dB FS输入情况下，可达到14.7bits的分辨率，并可获得94dB的峰值信噪比和95dB的动态范围。该结果与后续的晶体管级仿真十分接近，为调制器电路设计提供了有效参考。