Формирование шума является ключевой техникой, используемой в преобразователях дельта-сигма для улучшения их разрешения путем выталкивания шума квантования из интересующей области. Понимание задействованных расчетов проектирования помогает оптимизировать производительность преобразователя для различных приложений.

Основы формирования шума

В преобразователях дельта-сигма формирование шума предполагает использование петлей обратной связи и фильтров для управления спектральным распределением шума квантования.Цель — минимизировать внутриполосный шум при увеличении внеполосного шума, который впоследствии можно отфильтровать.

Расчеты дизайна для формирования шума

Эффективность шумоформирования зависит от порядка функции передачи шума (NTF). Более высокие NTF обеспечивают более агрессивное шумоформирование, но могут вводить проблемы стабильности. Базовый расчет включает в себя выбор порядка NTF и вычисление параметров петлевого фильтра.

Для NTF порядка n функция передачи шума обычно следует за полиномиальной формой. Мощность шума в области внутриполосной связи может быть оценена с использованием формулы:

S in = (Δ2/12) * (π/fs)^{2n}

Практическое понимание

Внедрение шумоформирования требует балансировки между подавлением шума и стабильностью. Конструкторы часто моделируют реакцию NTF для обеспечения желаемого профиля шума без риска нестабильности. Допуски компонентов и неидеальности также влияют на фактическую производительность шума.

Практические методы включают использование цифровых фильтров для дальнейшего снижения шума в полосе и оптимизации конструкции петлевого фильтра для конкретных требований приложения. Регулярное тестирование и итеративные корректировки необходимы для достижения оптимальных результатов.

  • Выберите соответствующий порядок NTF, исходя из соображений стабильности.
  • Вычислите параметры фильтра петли тщательно, чтобы соответствовать желаемому профилю формирования шума.
  • Имитировать функцию передачи шума перед внедрением аппаратного обеспечения.
  • Учитывайте неидеальности в реальных компонентах.
  • Используйте цифровую фильтрацию для уточнения шумовых характеристик после преобразования.