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传统的A/D、D/A转换器常采用单纯的电阻网络设计,其优点是对采样率要求不高。由于A/D转换器精度的提高,传统的转换器在深亚微米工艺下很难实现。Σ-ΔADC是一种基于由Inose和Yasuda在1962年提出的Σ-Δ噪声整形技术的过采样型A/D转换器,通过速度换取精度, 降低了对电路性能的要求, 是实现高精度ADC的一种有效方式[1]。由于Σ-Δ调制器具有的噪声整形作用,现代集成微加速度计越来越多采用Σ-Δ调制器来实现一个模数转换过程,实现数字信号输出是未来智能传感器必备的条件之一[2]。
1 一阶Δ-Σ调制器的分析
图1所示为一阶积分电路,在输入和反馈通道上加入增益环节,同时也避免了Δ-Σ调制器模型积分器饱和现象的发生。这里采用反相积分器,clk1与clk2为一对非重叠时钟脉冲,clk1d为clk1 delay时钟,Vcm为虚地。若不考虑反馈,在clk1时,采样电容C1上的电荷为Q1=C1×Vin,当clk2积分相到来时,积分电容C3上的电荷量是Q2=C3×(Vcm-Vout)。