带通Sigma-Delta调制器的模拟延时器Simulink建模

吕凤铭，李荣宽，张梦月，何国军

(电子科技大学电子工程学院，四川成都610054)

Sigma-Delta模/数转换器包含模拟Sigma-Delta调制器和数字抽取滤波器两部分。数字部分技术相对成熟，且仿真结果与实际结果比较接近。而调制器部分则由于各种因素的影响，需要大量的行为级仿真来预估其性能，因此对调制器的行为级建模十分重要。

带通Sigma-Delta调制器常用的行为级仿真工具是基于Simulink仿真环境的SD Toolbox[1]工具箱，但是该工具箱中只有两个延时单元的谐振器模型，因此无法对一个延时单元或无延时单元的谐振器进行模拟。而使用DD结构实现的一个延时单元或无延时单元的谐振器又较为常见[2-4]。因此为对这一类型的谐振器进行行为级仿真，需要构建相应的模拟单位延时器Simulink模型。

本文首先就模拟单位延时器的非理想因素进行了分析，并给出了相应的Simulink模型。然后，利用所构建的模块搭建了DD类型的带通Sigma-Delta调制器。仿真结果表明，构建的模型较为接近实际结果。

1 非理想因素分析及相应的Simulink模型

开关电容模拟单位延时器电路中的非理想因素包括时钟抖动、KT/C噪声以及运放参数（噪声、有限的直流增益、带宽、摆率及饱和电压）等[5]。这些非理想因素可以通过Simulink模块或Matlab函数来模拟。

1.1 时钟抖动

开关电容电路依赖电路的每个时钟周期内电荷的完全转移来实现相应的滤波、积分或延时等功能。但是即使是理想情况下，开关电容电路仍存在一种误差——时钟抖动误差。它不依赖于具体的电路功能及结构，并且其对电路的影响可以通过其对电路的输入信号的影响来描述。……