Разработка MASH 2-2 сигма-дельта модулятора

В данной статье представлена разработка каскадного (MASH) 2-2 сигма-дельта модулятора. В ходе работы были рассмотрены различные архитектуры сигма-дельта модуляторов на системном и схемотехническом уровнях. Моделирование на системном уровне позволило определить характеристики операционного транскондуктивного усилителя (ОТУ), входящего в состав интегратора. Для разработки схемотехнической реализации сигма-дельта модуляторов использовалась технологическая библиотека КМОП-технологии с нормами 0,18 мкм. На схемотехническом уровне было проведено моделирование структур второго порядка с учетом шума, температуры, а также разброса параметров технологии. В результате моделирования была выбрана оптимальная структура второго порядка. На основе этой структуры была построена схема каскадного сигма-дельта модулятора. Разработанный модулятор имеет разрешающую способность 15,97 эффективных бит, полосу рабочих частот 20 кГц, занимает на кристалле площадь в 0,22 мм2 и потребляет 12 мВт мощности при напряжении питания 3,3 В. Устройство с такими характеристиками может применяться в интерфейсах микромеханических датчиков и сенсоров.