Wie man die Leistung von Sigma-Delta-Analog-Digital-Wandlern verbessert

Analog-Digital-Wandler sind im Bereich VLSI weit verbreitet und werden hauptsächlich in Anwendungen wie Audio, Messtechnik, Seismik, Sprache usw. eingesetzt, die eine höhere Auflösung erfordern. Für solche Anwendungen können ADCs auf Basis von Nyquist-Rate-Modulatoren (bei denen die Abtastung mit der doppelten Abtastfrequenz erfolgt) oder Sigma-Delta-Modulatoren (bei denen die Abtastung mit der 15- bis 20-fachen Abtastfrequenz erfolgt) verwendet werden. ADC auf Basis von Sigma-Delta-Modulatoren sind für die VLSI-Implementierung attraktiv, da sie nicht so empfindlich auf Nichtidealitäten der Schaltung und Komponentenfehlanpassungen reagieren. Allerdings stellen Probleme wie Taktjitter und übermäßige Schleifenverzögerung eine große Herausforderung für den Entwickler dar, insbesondere bei hohen Abtastfrequenzen. Um diese Probleme zu überwinden, sind spezielle Konstruktionsmaßnahmen erforderlich. Sigma-Delta-Modulatoren können verschiedene Ordnungen haben, z. B. 1. Ordnung, 2. Ordnung usw., und sie können zeitkontinuierlich (geringerer Stromverbrauch) oder zeitdiskret sein. Dieses Buch zeigt eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) eines Sigma-Delta-Modulators 2. Ordnung, der zur Überprüfung der Nichtidealitäten der Schaltung verwendet wird. Das Modell basiert hier auf der Verhaltensmodellierung der Parameter mit Hilfe von Matlab-Simulink.

Autorentext

Prateek Verma hat einen Master of Engineering (Goldmedaillengewinner) in VLSI-Design von der CSVTU in Bhilai absolviert. Er hat Forschungsarbeiten in internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht und an verschiedenen internationalen Konferenzen teilgenommen. Er war als Assistant System Engineer bei Tata Consultancy Services und als Assistenzprofessor an verschiedenen Ingenieurshochschulen tätig.