高阶过取样多比特ΔΣ调制系统的分析与设计

,
s
,
使
( Z ) 为 一个 N 阶的 高通 函 数
.
可 采 用 巴 特 沃 斯 型 和 逆 切 比雪 夫 型 噪 声 整 形 函 数 对 上 式 进 行
,
逼 近 和 巴 特 沃 斯 型 相 比 逆 切 比雪 夫 型 噪 声 整 形 函 数 更 为 有 利 可 以 有 效 地 抑 制 带 内 量 化 噪 声 获得 更高 的信 噪 比
等 性 能 获 得 高分 辫 率 的
关键词 非线 性
;
,
A
/
D
变换 器
稳 定性
g
;
高 阶 过取 样 多 比 特
△E
调 制 系统
中图 法分 类号
TN
l
.
3
过取样
1
,
比 特 和 多 比 特 △￡ 调 制 系 统 已 广 泛 用 于 移 动 通 信
A
,
CD
唱机
、
D AT
,
DC C
和 MD 等 数
、 、
字 音响 领域 和 常 规 的 高 分辨 率 的
N 阶 逆 切 比雪 夫 型 噪 声 整 形 函 数 N ( Z ) 可 以表 示 为 N
s s ,
.
,
(Z ) =
[(Z
+
尹1 ) … ( 2
2
+
912
+
口2
)…
] /D (Z
)
.
( 4)
逆切 比 雪 夫型 噪声 整形 函数 中 中 发 现 采 用 高 阶 多 比特 过 取 样
, ,
D () Z
的 N 个 系数设 计方 法 和 巴 特 沃 斯 型 基 本相 同 在 分析
,
心 调 制 系统 和
.
1
,
比 特 系 统 相 比 有 许多 优 点 在 相 同 的 条 件 下 多 比 特
1
,
,
,
1
比 特系 统 的稳 定 域大 对应 的 输人 动 态范 围 比
D 一们
比 特 系统 的翰 人 动态 范 围
大 分 辨 率 比后 者 高
下 文提 出了 一 种新 的分 析和 设计 高 阶过取样 多 比 特 取 样 多 比特 1
在图 别为
N
s
1 (b )
系 统 线 性 化 模 型 中噪 声 整 形 函 数 N ( Z ) 系统 的传 递 函 数 H (Z ) 和输 出
l 1 + F (Z ) Y (Z ) X (Z) F (Z ) l 十 F (Z )
Y
Z )分 (
(Z )
H (Z ) =
(l ) (2 )
Y (Z) ~
s H (Z )X (Z ) 十 N (Z )Q(Z )
第
25
卷第
年
7
4A
期
东
J O LR J N AL
南
OF
大
19 95
学
学
报
V
o
l
.
2 5
N
o
.
4A
月
S O UT 】 习引眨 汀
t 加 IV 卫只 5 l l y
J u ly
199 5
高 阶 过 取 样 多 比特
骆立 俊
△E
调 制 系 统 的分 析 与 设 计
陆
,
’
邹 家绿
阳
( 东 南 大 学 无 线 电 工 程 系 南京 2 1 0 1 8 )
A
/D
,
,
D
/
A
变 换器 相 比 它 以 低 成本 实现 了 具 有 线性 变换 特性 高 精 度
,
,
/
D
,
D
/ A 变换 增 加 了 数字信 号处理 的 比 重 减轻 了模 拟 滤波 电路 的 负担 适应 了
.
,
大 规模 集 成 电路 的发展 要 求 高 阶 过 取 样 多 比特 系 统的 稳定 域 比
N
s
(Z ) 出发
,
.
分析和设 计高 阶多 比 特过 取 样
止
调 制系 统
最简 单 的噪 声整 形 函 数 为
N
s
(Z ) ~
,
(1 一 Z
一
,
)
y
/D (Z )
) 为 一个 N 次
.
(3)
Z一
,
它 满足 上述 要 求
N
s
式( 3 ) 中
D
z (
的多 项 式 用来 平 滑 N ( Z ) 的 高频 部 分
月
变换框图
噪声 输 人 口
输
பைடு நூலகம்人 十
环路 滤波 器
矛
’
沐
心 调 制 系统 线 性 化 模 型
△艺
输出
高 阶 多 比 特 过取 样
图 高 阶多 比 特 过取样
高 阶 多 比 特 过取 样
调 制 系统 和 线 性 化 模 型
,
崛 调 制 系 统 的 分 辨 率 即 最 大 输 出信 噪 比
,
为最 大允 许输 人 时输 出信 号
,
功 率和 对 应 的 信 号 通 带 内 量 化 噪声 总 和 之 比 这 要 求
,
.
N
s
() Z
应该 为一个 高 通滤 波器
,
对信号 通
带 内的量 化噪 声 有尽 可能 大 的衰减 此 时对应 的 H ( ) Z 是 一 个 低 通 滤 波 器 对 信 号 而 言 近 似是 一 个全 通 滤 波 器 所 以 下 文 从
N
△ 万
调 制系统 线性化模 型 得 到 的这
个 系数 不 是最 佳 的 下文
,
.
将 给 出 这 N 个 系 数 局 部 优 化 解 逆 切 比雪 夫 型 噪 声 整 形 函 数 中 N 个 零 点 的设 计 也 将 在 下 文 中
.
分析
5 阶 逆 切 比 雪 夫 型 的 流 图 反 转 结 构 如 图 2 所 示 采 用 同样 的 拓 扑 结 构 可 以 实 现 任 意 阶 数 的
`
国 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 收 稿 口 期 19 9 4一
:
匹卜 一
8 1
修 改 稿 收 到 口期
:
19 9 5 一 0 5
4 一0
.
东
南
大
学
学
民 才
第
卷
模拟 输 人
过取样 多 比特 △艺 调 制 系 统
疏值 滤波器 数 字输 出
高 阶过 取 样 多 比特
么艺
调 制 系统 实 现 的
,
△艺
调 制系 统的方 法 用 来推 导高 阶过
.
,
战
调制 系 统 的结构 和优 化 系 统 的反馈 系 数 并 给 出了 分析结 果
过取样
心 调 制 系统 线 性 化 模 型 和 噪 声 整 形 函 数
心
调 制系统 实现 的
A
采 用 高 阶 过 取 样 多 比特 多 比特
1b ( )
/ D 变换框 图 如 图
摘要
,
.
本 文提 出了 一种 新 的分 析 和设 计 高阶过取 样 多 比 特
崛
、
调 制 系统的
方 法 用 来推 导 高 阶过取 样 多比 特
心
.
调 制 系 统 的 结 构 和 优 化 系 统 的 反债
系数 分 析 结 果 表 明 这 种 方 法 可 以 有 效 地 提 高 系统 的 分 辫 率 输 入 动 态 范 围
,
1(a )
.
所 示 在 高 阶过 取样
妞 调制系统中
,
多 电平 量 化 器 具 有 非 线 性 特 性
,
目前 最 常 用 的 方 法 是 将 量 化 器 用 图
,
所示 增 益 为 1 的加 性 白噪声源
.
代替 建 立 线 性 化 模 型 利 用 量 化 噪 声
s
、
仑
和输 出
即
的传递 函
数 来分 析 调 制系 统 的噪声 整形 特性