除逻辑模块STF,d(Z)与第二消除逻辑模块NTFid(Z)连接至第S加法器得到所 述高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统输出Y(Z)。
[0021] 较佳地，如图3所示，所述的级间模拟路径包括用w实现一个单位延时的第一延 时模块Ti、用W实现两个单位延时的第二延时模块T,、常数模块2、常数模块-1W及一加 法器，所述的级间模拟路径的始发端为第一延时模块TiW及第二延时模块T2的输入端，所 述第一延时模块Ti与所述第二延时模块T2的输出端分别经所述常数模块2与所述常数模 块-1连接至所述加法器的输入端，所述加法器的输出端作为所述级间模拟路径的结束端； 所述的级间模拟路径能够实现传递函数H(z)=2z4-z^2。
[0022] 在本实施例中，所述第一积分器与第二积分器的传递函数为ITF(z)=z4/(1-z4)。
[0023]在本实施例中，所述第一消除逻辑模块STF,d(Z)=STF,(Z)，所述第二消除逻辑模块 NTFid(z)=NTFi(z)。
[0024] 在本实施例中，所述第一级单环结构的信号传递函数STFi(z)等于1，噪声传递函 数NTFi(z)=l-z_i。
[00巧]在本实施例中，所述第二级单环结构的信号传递函数STF2(z)等于1，噪声传递函 数NTF2(z)=1-z_i。
[0026] 较佳地，本实施例中，如图1所示，X(z)为输入信号，Ei(z)、E2(z)为量化噪声， Y(z)为输出信号。其中L"i(z)和Ld(z)模块为第一级调制器的环路滤波器，对于低通输 入信号，滤波器模块通常用一个或几个积分器来实现，积分器传递函数表示为UF(Z)=z^/ (1-Z4)。滤波器将噪声推出信号带外，从而实现噪声整形。Q1对信号进行量化，通常由比 较器来实现。量化过程中产生的量化噪声在频域模型中等效为加性白噪声。第一级的量化 噪声Ei(z)作为第二级的输入信号。STF,d(z)和NTFid(z)组成数字消除逻辑模块，为了消 除El(Z)保留E2(Z)，要求数字模块和模拟部分有较好的匹配效果，使得STFsd(Z)=STF2(Z)、 NTFid(z)=NTFi(z)。除此之外还具有一条级间模拟路径。该路径由第二级积分器前端连接 到第一级的量化器前端。该路径上包含一个传递函数H(z)=2z-i-z^2的模块，使得级联结构 调制器的第一级也起到了噪声整形的作用。
[0027] 特别的，将第一级中积分器和数字逻辑模块用具体的结构实现，得到电路结构如 图2。如图2所示，图2中除了级间路径之外的基本结构为一个M甜1-1结构。该结构第 一级为信号传递函数STFi(z)等于1，噪声整形阶数Li等于1 (1个积分器)，NTFi(z)=l-z^i 的单环结构。第二级为信号传递函数STF2(Z)等于1，噪声整形阶数L2等于1 (1个积分器）， NTF2(z)=1-z-i的单环结构。该个基本M甜1-1结构的噪声整形阶数为L=2阶。增加的级 间路径使该级联结构噪声传递函数一次性就增加了二阶，即具有4阶噪声整形功能。由图 2推导该系统的输出信号表达式如下：
[0028]
【主权项】
1. 一种高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统，其特征在于：包括两级级联的单环 结构，第一级单环结构包括依次连接的第一积分器、第一加法器、第一量化器Ql以及第一 反馈环路；第二级单环结构包括依次连接的第二积分器、第二加法器、第二量化器Q2以及 第二反馈环路；所述高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统还包括一条级间模拟路径， 所述的级间模拟路径的始发端与第二级单环结构的第二积分器的输入端相连，所述的级间 模拟路径的结束端连接至第一级单环结构的第一量化器Ql的输入端；所述的级间模拟路 径包括用以实现一个单位延时的第一延时模块T1、用以实现两个单位延时的第二延时模块 T2、常数模块2、常数模块-1以及一加法器，所述的级间模拟路径的始发端为第一延时模块 T1以及第二延时模块T 2的输入端，所述第一延时模块T i与所述第二延时模块T 2的输出端 分别经所述常数模块2与所述常数模块-1连接至所述加法器的输入端，所述加法器的输出 端作为所述级间模拟路径的结束端；所述第一级的第一量化器Ql的输出与所述第二级的 第二量化器Q2的输出分别经第一消除逻辑模块STF2d(Z)与第二消除逻辑模块NTFld(Z)连 接至第三加法器得到所述高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统输出Y (z)。
2. 根据权利要求1所述的一种高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统，其特征在于： 所述第一积分器与第二积分器的传递函数为ITF(Z)=厂7(1-Z，。
3. 根据权利要求1所述的一种高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统，其特征在于： 所述第一消除逻辑模块STF2d (z) =STF2 (z)，所述第二消除逻辑模块NTFld (z) =NTF1 (z)。
4. 根据权利要求1所述的一种高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统，其特征在于： 所述第一级单环结构的信号传递函数STF1(Z)等于1，噪声传递函数NTF1(Z)=I-Z'
5. 根据权利要求1所述的一种高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统，其特征在于： 所述第二级单环结构的信号传递函数STF2(Z)等于1，噪声传递函数NTF2(Z)=I-Z'
【专利摘要】本实用新型涉及一种高二阶级联结构Sigma-Delta调制器系统，通过在传统MASH 1-1调制器结构的基础上，增加了一条级间路径，该路径包含一个传递函数为2z-1-z-2的模块，实现了4阶噪声整形功能。本实用新型结构显著减少了积分器的使用，降低了有源加法器的复杂度，实现了高二阶噪声整形的功能。
【IPC分类】H03M3-00
【公开号】CN204559547
【申请号】CN201520376267
【发明人】魏榕山, 于静, 郭仕忠, 何明华
【申请人】福州大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年6月4日