连续时间Sigma-Delta模/数转换器(下)

由于CTΣΔ的输入没有被采样，所以无需使用开关电容器，而且输入也比较容量驱动，因此可使用较经济的较低功耗驱动电路。此外，没有了输入开关损耗可减少耦合到系统的噪声，改善系统的整体性能。最后，在输入处没有任何的开关便不会对输入电压的摆幅造成限制，使得输入电压范围能够比SC采样输入模/数转换器的来得更高，而真实上，这输入电压有时甚至可超越电源轨。

低抖动锁相环路可提供精确的采样时钟
　　一个低抖动的采样时钟对于所有高速和高分辨率的数据转换系统来说都是非常重要，因为必须依靠它才能用尽模/数转换器的最高分辨率。美国国家半导体的ADC12EU050中的调制器过采样时钟负责驱动其内部SD环路的量化器。这时钟是由一个片上时钟调整器所提供，其包含有一个锁相环路(PLL)和压控振荡器(VCO)。这个高性能的PLL使用一个片上的LC调节电路来创建一个高Q值的谐振器。这个片上时钟电路将频率倍增并为调制器环路提供低抖动的采样边沿，以便CTΣΔ模/数转换器能在无需高性能和高成本的外置时钟源下发挥出其优点。系统设计人员只需在所需的输出采样率(40到50MSPS)下提供一个中等品质的低成本晶体，其它的事便可由ADC12EU050的片上时钟电路来处理。

片上高精度时钟的另一优点是其可路由到外置电路，并作为一个系统时钟供给系统其它与时间有关的零件使用，这样便可节省一个低抖动时钟源的额外成本，并减轻设计的工作量和节省电路板的空间。

即时过载恢复
　　由于SD调制器是一个反馈环路，它们很容易在遇到大输入信号时发生过载。对于一个典型的SD调制器来说，这种过载可能需要重置环路，但这却会使前存储在环路中的数据流失，并且会导致在模/数转换器的输出出现大毛刺。如果不重置环路，其实可让调制器继续运作，以容许过载情况自行离开环路，但这可能需要等待几个时钟周期，而期间模/数转换器的输出数据就有可能被损毁。

ADC12EU050包含有即时过载恢复特性。当这个即时过载恢复(IOR)功能被启动时，模/数转换器可在输入过载的情况下维持信号的完整性，甚至可比流水线模/数转换器更快地恢复过来。
　　
　　可随技术发展而不断改进
　　最后，CTΣΔ技术可随着未来的技术而不断改进，以长期确保其在模/数转换器市场中的地位。正如上文所述，CTΣΔ的采样工作是在环路滤波器的输出处发生，故此可大大降低采样误差对性能的影响。相反对于流水线或DTSD采样输入模/数转换器来说，其采样工作是发生在模/数转换器的输入，因此任何的采样错误都会构成很大的影响。因此，CTΣΔ模/数转换器将更加适应未来的CMOS工艺。未来的工艺会带来更小的过驱、泄漏或其它的效应，这都会影响采样电路性能的发挥，而采用电路的性能影响对流水线、DTSD和其它采样输入模/数转换器来说，远比CTΣΔ模/数转换器来得更深远。

结语

美国国家半导体ADC12EU050模/数转换器的面世为CTΣΔ模/数转换器带来性能上的大跃进。几经40余年，美国国家半导体终于率先成功地将CTΣΔ技术从实验室转移到生产线上。ADC12EU050模/数转换器比起同类的流水线模/数转换器节省了30%的功率，而且可以以高于现行最快的DTSD模/数转换器的输出率来提供12位的分辨率。

ADC12EU050所采用的CTΣΔ技术具有优秀的先天抗混叠功能，低噪声，并且输入级易于驱动。为了完全发挥CTΣΔ技术的长处，ADC12EU050还包含有一个片上时钟调整器，可以避免使用高性能高成本的时钟。最后，ADC12EU050由于可即时从一个输入过载事件中恢复，因此不会发生SD模/数转换器中常见的输入过载。

除了ADC12EU050以外，美国国家半导体正开发更多的CTΣΔ模/数转换器以供100MSPS以下采样率的高分辨率应用。随着CTΣΔ技术的升级，预料会有愈来愈多的这类模/数转换器应用领域将越来越广。美国国家半导体在CTΣΔ模/数转换器上的知识积累确保了其在这领域的优势地位。

参考文献：

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