طراحی یک مدولاتور سیگما-دلتای تک-حلقه جدید و کم-توان با هدف کاهش تعداد تقویت کننده در فیلتر حلقه برای کاربردهای بازشناسی گفتار

در این مقاله یک ساختار عمومی جدید برای مدولاتور سیگما-دلتای تک حلقه با ترکیب دو روش اعوجاج-پایین و نویز تزویج شده برای کاربردهای کم-توان با دقت بالا ارائه شده است. روش اعوجاج-پایین در ساختار ارائه شده، باعث می شود تا تابع تبدیل سیگنال آن برابر یک شود. از طرفی روش نویز تزویج شده باعث افزایش مرتبه شکل دهی نویز کوانتیزاسیون در خروجی مدولاتور می شود. هدف از به کارگیری این روش ها در طراحی ساختار، افزایش مرتبه مدولاتور در ازای عدم نیاز به تقویت کننده های عملیاتی اضافه در زمان پیاده سازی مداری آن است تا در نهایت یک مدولاتور کم توان و کم حجم نسبت به ساختارهای مشابه، حاصل گردد. برای کاهش تقویت کننده های مورد نیاز، از فیلتر با پاسخ ضربه نامحدود (IIR) مرتبه دوم به جای انتگرال گیر در حلقه مدولاتور، استفاده گردید. برای بررسی عملکرد ساختار پیشنهادی، پیاده سازی و شبیه سازی آن برای کاربردهای بازشناسی گفتار (به طور نمونه برای سمعک های دیجیتال) در فناوری ساخت ۱۸۰ نانومتر CMOS (نیم رسانای اکلسید فلز مکمل) انجام گردید. برای یک ساختار مرتبه ۳ با نرخ بیش نمونه برداری ۶۴ و سیگنال سینوسی ورودی ۶- دسی بل تمام-مقیاس و فرکانس نمونه برداری ۵۶/۲ مگاهرتز، مقدار سیگنال به نویز و اعوجاج (SNDR) برابر ۹/۸۱ دسی بل و محدوده پویایی (DR) برابر ۸۸ دسی بل به دست آمده است. مقدار توان مصرفی مدولاتور برابر ۹/۱۲۶ میکرووات و پهنای باند آن ۲۰ کیلوهرتز است. نتایج شبیه سازی مداری و سیستمی مدولاتور، درستی عملکرد آن را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

روش اعوجاج-پایین ، فیلتر با پاسخ ضربه نامحدود ، مدولاتور سیگما دلتا ، نویز تزویج شده