二阶连续时间增量型Sigma-delta ADC的热噪声问题

tanhn

求助一下站内的前辈们，对于一个过采样率为OSR的ADC，通过过采样和平均滤波最终能够降低热噪声的影响，降低的效果为Vn2/OSR，我在一阶的增量型Sigma-delta ADC中对这个结论进行了验证，结果基本符合预期。但是在二阶的增量型Sigma-delta ADC系统中，保持过采样率不变，理论上其热噪声被抑制的效果应该相同，但是最终得到的结果却更好，想请问一下二阶的系统是应该会有更好的热噪声抑制效果吗？如果可以的话有没有前辈可以提供一下相关资料？

下面图分别为我设置OSR=192时一阶系统和二阶系统的仿真结果，从左至右分别为输入信号频谱图，上下计数器滤波输出和CIC滤波输出（我输入的信号幅度为600mV，噪声rms值为60mV，理论上整个系统应该完全由热噪主导，不受量化噪声的影响了吧）（其中10log(192)≈22.8dB）

一阶CT-IADC

二阶CT-IADC

merenguelee

二阶的环路增益更大吧，对环路内部的热噪声有压制作用

tanhn

merenguelee 发表于 2024-3-30 17:27
二阶的环路增益更大吧，对环路内部的热噪声有压制作用

您好，但是二阶环路增益对内部热噪的抑制，抑制的那部分不是由二阶而多出来的吗，目前仿真的环境中只在输入级添加了噪声

zss113

二阶的，不是噪声整型的效果会更好吗？

hebut_wolf

理论上一阶和二阶热噪声都应该优化22.8dB  是这样吗？（我对I-SD adc不太熟悉）
如果是这样，一阶的SQNR是瓶颈了？

tanhn

hebut_wolf 发表于 2024-4-1 11:20
理论上一阶和二阶热噪声都应该优化22.8dB  是这样吗？（我对I-SD adc不太熟悉）
如果是这样，一阶的SQNR是 ...

您好，我的理解跟您一样，就是现在仿真结果不太能对的上，比如二阶的信噪比提升远高于22.8dB（另外我噪底给的特别高，理论上是不是应该淹没量化噪声了）

tanhn

zss113 发表于 2024-4-1 09:49
二阶的，不是噪声整型的效果会更好吗？

您好，噪声整形是针对量化噪声而言的吧，这里我的疑惑是伴随输入一起进入系统的热噪声为什么在二阶情况下也被更好的优化了，我目前不太能理解

hebut_wolf

tanhn 发表于 2024-4-1 11:31
您好，我的理解跟您一样，就是现在仿真结果不太能对的上，比如二阶的信噪比提升远高于22.8dB（另外我噪底 ...

我看到二阶SNR提升约等于20dB，基本能对得上啊

tanhn

hebut_wolf 发表于 2024-4-1 11:37
我看到二阶SNR提升约等于22dB，能对得上啊

我的图一是一阶的仿真结果，分别对应的是输入信号，计数器滤波和CIC滤波，一阶的SNR提升了约22dB，但是二阶的提升了约31dB（图二）

hebut_wolf

我刚才看了一本书，里面写的I-SDM adc  kt/c噪声优化
一阶是1/M
二阶是4/3M
三阶是1.8/M
四阶是2/M

page49 Incremental Data Converters for Sensor Interfaces (Chia-Hung Chen, Gabor C. Teme.pdf (8.32 MB, 下载次数: 9 )

2024-4-1 11:40 上传

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