طراحی مدولاتورهای سیگما - دلتا با سرعت بالا و ولتاژ بسیار پایین

امروزه پایین آوردن ولتاژ منبع تغذیه مدارهای دیجیتال جهت کاهش توان مصرفی و همچنین پیاده سازی سیستم های عملی در داخل یک تراشه مورد نظر می باشند. با توجه به آنالوگ بودن اکثر سیگنال های عملی نیاز به ساخت مبدل های آنالوگ به دیجیتال در داخل یک تراشه توام با مدارهای دیجتال در ولتاژهای پایین ضروری است. از طرفی در اکثر کاربردهای مخابرات باسیم و بدون سیم نیاز به مبدل های آنالوگ به دیجیتال سریع و با دقت بالا می باشد. مدولاتورهای سیگما- دلتا جهت کاربردهای دقت بالا و همچنین سرعت های متوسط کارآیی چشمگیری از خود نشان می دهند. در این مقاله، طراحی این نوع مدولاتورها در سرعت های بالا و ولتاژ بسیار پایین و همچنین دقت بالا مورد بررسی قرار خواهند گرفت. یک نوع مدولاتور با ساختار جدید برای کاربردهای سرعت بالا و ولتاژ پایین معرفی خواهد شد. نحوه طراحی ساختار این نوع مدولاتورهای به تفضیل مورد بررسی قرار می گیرد. یک تقویت کننده عملیاتی جدید برای پیاده سازی مدولاتور معرفی شده، پیشنهاد خواهد شد. نحوه طراحی سایر مدارهای لازم برای پیاده سازی مدولاتور در سطح مداری مورد بحث قرار می گیرند. مدولاتور مرتبه چهارم طراحی شده با نرخ نایکوئیست خروجی 2.5 مگاهرتز و دقت 15 بیت در ولتاژ منبع تغذیه 1.2 ولت با نرم افزارHSPICE شبیه سازی شده است. مقدار SNDRزیمم و محدوده دینامیکی آن در شبیه سازی مداری با در نظر گرفتن کلیه نویزهای مداری به ترتیب برابر با 90 و 92.5 دسیبل هستند. توان مصرفی آن در حدود 40 میلی وات است.