Sigma delta modulation has been the preferred technique for oversampling conversion. In this paper we present the basic principles of oversampled sigma-delta Converters. Basic operation and theory behind sigma-delta modulation is reviewed. The different structures of the sigma-delta converters are described and the concepts of designing modulators and digital filters are discussed. The latest designs are also reviewed.
Kim, Hwa-Young;Ryu, Jang-Woo;Jung, Min-Chul;Sung, Man-Young
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2004.11a
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pp.57-60
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2004
This paper presents multibit Sigma-Delta ADC using Leslie-Singh Structure to Improve nonlinearity of feedback loop. 4-bit flash ADC for multibit Quantization in Sigma Delta modulator offers the following advantages such as lower quantization noise, more accurate white-noise level and more stability over single quantization. For the feedback paths consisting of DAC, the DAC element should have a high matching requirement in order to maintain the linearity performance which can be obtained by the modulator with a multibit quantizer. Thus a Sigma-Delta ADC usually adds the dynamic element matching digital circuit within feedback loop. It occurs complexity of Sigma-Delta Circuit and increase of power dissipation. In this paper using the Leslie-Singh Structure for improving nonliearity of ADC. This structure operate at low oversampling ratio but is difficult to achieve high resolution. So in this paper propose improving loop filter for single-bit feedback multi-bit quantization Sigma-Delta ADC. It obtained 94.3dB signal to noise ratio over 615kHz bandwidth, and 62mW power dissipation at a sampling frequency of 19.6MHz. This Sigma Delta ADC is fabricated in 0.25um CMOS technology with 2.5V supply voltage.
Inter-relationship between the Hammett equation and the linear enthalpy-entropy effect has been discussed by deriving a new set of equations; ${\Delta}{\Delata}H^{\neq}=a{\sigma}+b{\Delta}{\Delta}S^{\neq}$ and ${\Delta}{\Delta}F^{\neq}=a{sigma}+(b-T){\Delta}{\Delta}S^{\neq}$ where a = -1.36p. Theoretical analysis show that the Hammett, Leffler and Brown equations are special limited forms of these general equations. A necessary and sufficient test of substituent effect can thus be provided by the plot of $({\Delta}{\Delta}H^{\neq}-a{\sigma)$ versus ${\Delta}{\Delta}S^{\neq}$.
본 논문에서는 $\Sigma\Delta$ 변조된 입력신호를 갖는 적응필터의 수렴특성 및 연산량을 향상시키는 방안을 제시하였다. 하드웨어측면에서 효율적인 해상도를 내는 $\Sigma\Delta$ 변조기는 중저파 대역의 신호를 처리하는데 널리 사용되고 있다. $\Sigma\Delta$ 변조신호는 항상 $\pm$1의 값만을 갖기 때문에, 사인알고리즘을 사용하는 적용필터와 효율적으로 결합될 수 있다. 하지만 PCM 신호에 비하여 $\Sigma\Delta$ 변조신호의 상대적인 길이가 길어 이를 처리하는 적응필터의 길이가 증가하고 이에 따른 연산량도 증가하고, 아울러 사인 알고리즘 자체가 갖는 수렴속도의 문제점 때문에 이러한 결합은 불안정한 수렴 특성을 보이게 된다. 본 연구에서는 $\Sigma\Delta$ 변조된 입력신호에 대하여 웨이블릿 변환을 적용한 변환영역 적응필터를 설계하였으며, 필터계수의 일부분만을 주기적으로 갱신함으로써 연산량을 줄이는 방안과 수렴속도의 향상됨을 시스템 식별의 응용 예를 통하여 검증하였다.
본 논문에서는 $\Sigma\Delta$ 변조된 입력신호를 갖는 적응필터의 수렴특성을 연구하여 향상 방안을 제시하였다. 하드웨어적인 측면에서 효율적인 해상도를 내는 $\Sigma\Delta$ 변조기는 중저주파 대역의 신호를 처리하는데 널리 사용되고 있다. $\Sigma\Delta$ 변조신호는 항상 $\pm1$의 값만을 갖기 때문에, 사인 알고리즘을 사용하는 적응필터와 효율적으로 결합될 수 있다. 하지만, PCM 신호에 대비하여 $\Sigma\Delta$ 변조 신호의 상대적인 길이가 길어 이를 처리하는 적응필터의 길이가 증가하고, 아울러 사인 알고리즘 자체가 갖는 수렴속도의 문제점 때문에 이러한 결합은 불안정한 수렴 특성을 보이게 된다. 본 연구에서는 $\Sigma\Delta$ 변조된 입력신호에 대하여 웨이블릿 변환을 적용한 변환영역 적응필터를 설계하였으며, 수렴속도가 향상됨을 시스템 식별의 응용예를 통하여 검증하였다.
Kim, Hwa-Young;Ryu, Jang-Woo;Lee, Young-Hee;Sung, Man-Young;Kim, Gyu-Tae
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2004.07b
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pp.1222-1225
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2004
This paper presents multibit Sigma-Delta ADC using noise-shaped dynamic element matching(DEM). 5-bit flash ADC for multibit quantization in Sigma Delta modulator offers the following advantages such as lower quantization noise, more accurate white-noise level and more stability over single quantization. For the feedback paths consisting of DAC, the DAC element should have a high matching requirement in order to maintain the linearity performance which can be obtained by the modulator with a multibit quantizer. The DEM algorithm is implemented in such a way as to minimize additional delay within the feedback loop of the modulator Using this algorithm, distortion spectra from DAC linearity errors are shaped. Sigma Delta ADC achieves 82dB signal to noise ratio over 615H7z bandwidth, and 62mW power dissipation at a sampling frequency of 19.6MHz. This Sigma Delta ADC is designed to use 0.25um CMOS technology with 2.5V supply voltage and verified by HSPICE simulation.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.60
no.2
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pp.446-450
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2011
Tunable SC(Switched Capacitor) bandpass ${\Sigma}-{\Delta}$(Sigma-Delta) modulator used in wireless system receiver occurs a signal attenuation according to tuning of center frequency in signal bandwidth. In this paper, tunable bandpass 4th order SC bandpass ${\Sigma}-{\Delta}$ modulator with novel structure is proposed for rejection of signal attenuation in signal bandwidth. The existing structure uses a ten variable coefficient values for rejection of signal reduction in the modulator. But the proposed structure only use a two variable coefficient values for rejection of signal attenuation in the modulator. Also, an adder and comparator is replaced with a comparator having 4 inputs in the modulator. Therefore, the existing structure has one more OP-AMP. The purposed modulator was designed in $0.18\;{\mu}m$ CMOS technology. The resolution of the modulator within 310 kHz bandwidth and 40 MHz sampling frequency under 6.67 MHz, 10 MHz and 13.33 MHz intermediate frequency are over 10 bit.
A multi-bit sigma-delta modulator architecture is described for low-distortion performance and a high-speed operation. The proposed architecture uses both a delayed code and a delayed differential code of analog-to-digital converter in the feedback path, thereby suppressing signal components in the integrators and relaxing the timing requirement of the analog-to-digital converter and the scrambler logic. Implemented by a 0.13 ${\mu}m$ CMOS process, the sigma-delta modulator achieves high linearity. The measured spurious-free dynamic range is 89.1 dB for -6 dBFS input signal.
This paper proposes a new sigma delta modulator structure based on a LMS(Least Mean Square) algorithm that minimizes the quantization noise. The proposed architecture provides 40dB SNR improvement and 35dB wider dynamic range over conventional sigma delta modulation. The proposed architecture provides superior performance especially when the input signal is small.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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v.48
no.1
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pp.50-55
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2011
In this paper, Intermediate frequency tunable 4th order Switched Capacitor(SC) bandpass Sigma-Delta(${\Sigma}-{\Delta}$) modulator using feedback integrator using feedback integrator coefficients is proposed. The center frequency of the modulator can be easily changed than conventional structure because of a number of integrator coefficients which is decided rate of capacitors in circuit is reduced. In addition additive clocks and additive clock generating circuit are not necessary. The purposed modulator was implemented in $0.18{\mu}m$ CMOS technology. The resolution of the modulator within 200 kHz bandwidth and 80 MHz sampling frequency under fin = 15 MHz, 20 MHz, 25 MHz are over 12 bit.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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