兩通道時間交織ΣΔ調制器研究及系統仿真

　　假設圖3(a)的傳統調制器工作頻率為Fs＝64MHz，圖3(b)兩通道時間交織調制器每個通道工作頻率也為Fs＝64MHz。采用SIMULINK分別對兩種調制器結構進行建模仿真，輸入信號為頻率Fin=1.9921875e+005，幅值為－4dB滿刻度幅度的正弦信號，內嵌ADC與DAC為 1bit。兩種調制器輸出信號的功率譜如圖4所示，從圖4可以看出，兩通道時間交織調制器結構具有更好的噪聲整形效果。如果傳統調制器結構和兩通道時間交織調制器結構的每個通道的工作頻率相同，并且信號帶寬一樣，則兩通道時間交織調制器結構OSR為傳統調制器結構OSR的2倍，即相當于OSR提高了1倍。理論上，假設調制器的量化噪聲為白噪聲，根據ΣΔ線性模型，可以得到，調制器的OSR每提高1倍，其SNDR增加(6L+3)dB，其中L為調制器的階數 [7]。圖5(a)為傳統調制器的OSR=64，兩通道時間交織調制器的OSR=128，即兩種調制器的信號帶寬一樣時，兩種調制器的SNDR與輸入信號幅值的關系。圖5(a)表明，兩通道時間交織調制器的SNDR比傳統調制器提高了大約15dB，這與理論值相符。圖5(b)為傳統調制器的OSR=64，兩通道時間交織調制器的OSR=64，即兩通道時間交織調制器的信號帶寬為傳統調制器的兩倍時，兩種調制器的SNDR與輸入信號幅值的關系。從圖5(b) 可以看出，當兩通道時間交織調制器的信號帶寬為傳統調制器的2倍時，其SNDR幾乎不變。這表明兩通道時間交織調制器的速度能提高1倍，而其精度不變。

　　本文在兩通道濾波器組無混疊的條件下設計了一種二階兩通道時間交織ΣΔ調制器，并采用SIMULINK對其進行了仿真。仿真結果表明：在不提高每個通道工作頻率的條件下，調制器的信號帶寬增加兩倍，調制器精度幾乎不變，相當于調制器的速度提一倍；如果保持信號帶寬相等，其SNDR能提高大約15dB。在本文的基礎上，可以進一步對多通道時間交織ΣΔ調制器結構進行研究與設計。