何 进，郭裕顺

(杭州电子科技大学电子信息学院，浙江杭州310018)

0 引言

Sigma-Delta是一种得到广泛应用的高精度模数转换器，实际中目前通常由开关电容电路实现［1］。由于这种电路的工作特点，得到一个转换结果需要很多个时钟周期，其分析仿真存在较大困难。通用的电路模拟工具如SPICE虽然可以对这类电路进行仿真，但一次仿真要经历成千上万个时钟周期，需要花费大量的计算时间，因此这样的仿真一般只用于最后的设计验证。设计过程中通常进行的是基于行为模型的行为级仿真方法。按照不同的模型层次，现有的仿真工具可以分成3类:用于概念设计的高层行为仿真、用于设计迭代的中间层等效电路仿真、及主要用于设计验证的底层晶体管级仿真［2］。显然，简单的模型可以得到快速的仿真、复杂的模型能够提供较精确的结果［3］，但要付出较高的计算代价。采取尽量准确的行为宏模型，以在行为级获得与实际电路尽可能接近的结果因此成为减少设计迭代、提高设计效率的关键，也是近年来Sigma-Delta调制器研究中受到很大关注的一个问题［4－6］。本文介绍了一种在MATLAB/SIMULINK中实现的Sigma-Delta调制器行为仿真方法，行为建模时主要考虑了积分器的非理想因素，包括积分器中运放的有限直流增益、有限带宽、摆率和饱和电压。最后通过实例说明这种方法的效果。

1 Sigma-Delta调制器

Sigma-Delta调制器主要由积分器和量化器组成。一阶的调制器如图1所示。它的基本工作原理是:当积分器的输出是正的时候，量化器的输出为正，反馈一个正的信号和输入信号相减，使得积分器的输出向减小;当积分器的输出是负的时候，量化器的输出也为负，反馈一个负的信号和输入信号相减，使积分器的输出增大。……