二阶Sigma-delta modulator仿真问题

davison7 · 发表于 2015-2-13 10:56:05

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小弟最近设计一个二阶Sigma-delta modulator，采用CIFB架构，其中fin=1KHz, fs=1MHz, Vin=1V

一开始先用Matlab验证功能，输出频谱在低频时的noise floor约为-120dB，

但是将元件改用成实际的OPA、Switch套用到Cadence spectre模拟时，

有Noise shaping的效果，但低频的noise floor变为-90dB，导致SNR变差!

想请问各位牛神低频的noise floor变差是什么原因造成的?还有要怎么改善这个问题?

MATLAB
Output spectrum(MATLAB).jpg

Spectre

quantus · 发表于 2015-2-13 14:14:38

开关热噪声，运放噪声都可以提高噪底。从两个频谱图来看，有3khz的奇次谐波，估计运放参数也不够吧。其他的到都差不多。

麒麟 · 发表于 2015-2-13 15:36:39

学习了

feynmancgz · 发表于 2015-2-13 18:28:33

回复 1# davison7

many questions regarding this.
1、single-bit还是multi-bit ?
2、仿真时是否加入了器件噪声？
3、matlab仿真时是否考虑了运放的非理想因素？gain，speed，slew rate。。。。。
4、CIFB结构，信号幅度会比较大，你的运放是否能handle大摆幅？
5、输入信号过大，导致modulator的overload？
6、各级系数设置是否合理？是否能承受一定的偏差？

kwankwaner · 发表于 2015-2-14 10:27:58

回复 1# davison7

FFT取的点数不一样，看到的底噪当然不一样，理想模型取点数比实际的多，底噪自然看上去低，你要算一下积分噪声看看差了多少，这才有意义。另外fs=1M，两个频谱截图位置都不对，fin也是不同的fin，除了底噪外，带外噪声翘的更厉害。我觉得你先看看代码有没有问题，其次是逐个用理想元件代替实际的元件，直到找到出问题的元件。分析的话，随便哪本书都有

xiaodong0814 · 发表于 2015-2-14 11:39:29

谢谢分享，先下下来学习~

davison7 · 发表于 2015-2-15 15:32:05

本帖最后由 davison7 于 2015-2-15 17:19 编辑

这个二阶Sigma-delta modulator是用single-bit quantizer，
opamp性能，Gain=75dB, Slew-rate=130V/us，Output swing=1.2V，
想要在MATLAB仿真加入积分器噪声，有一个参数noise1(1st int. output noise)不知道要如何估算?
若套用10uV到noise1，Noise floor上升到-110dB，但還有20dB的差距~
另外，SPECTRE的Transient setup，Tstop=25ms, Tstep=2us，这样设定的取样点数是否足够?
恳请各位大牛指点

davison7 · 发表于 2015-3-13 10:57:40

有哪位大牛可以帮忙解答呢?

chafenfa · 发表于 2016-9-9 21:16:57

为什么PSD是负值呢，不应该是正数吗

yph2101224133 · 发表于 2018-9-21 16:11:47

学习了

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