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高精度低功耗的模数转换器一直是近几年的研究热点之一,由于Delta-sigma模数转换器采用了过采样技术和噪声整形技术,减小了模数转换器前置滤波器的设计难度,有效的降低了模数转换器带内噪声,提高了模数转换器的信噪比,因此Delta-sigma模数转换器在音频领域有着广泛的应用。本文针对宽带语音以及不同品质的助听器的应用要求,研究了一个128倍过采样、Ⅰ-Ⅴ、16-bit、信号带宽为8KHz和16KHz带宽可调的Delta-sigma调制器。该调制器采用开关电容结构实现,采用单环4阶前馈单比特量化的电路结构实现。针对两种不同带宽工作模式,引入一个控制信号MUX来控制最后一级积分器的工作状态,以达到不同工作模式时功耗可调节的作用。本文首先根据matlab中的SDtoolbox工具箱中的相关函数得出滤波器各级系数,然后采用simulink对调制器进行建模,优化积分器各级系数,仿真调制器的各种非理想因素如运放有限带宽、运放有限增益、压摆率、开关非线性以及相关噪声等等对调制器整体性能的影响,确定了电路各个模块的基本指标参数。本文详细分析了电路中的各种非理想因索如噪声干扰、时钟抖动、电路非线性等非理想因素对电路的影响,并完成各个电路模块包括积分器、采样开关、比较器和时钟产生电路的设计。积分器中的运放采用ClassAB结构降低功耗、增大slew-rate,采样开关采用bootstrap开关来增加采样的线性度,提高调制器的精度,时钟产生电路提供调制器所需的双相非交叠时钟。本文还研究了128倍降采样数字滤波器,分析对比各种结构,选择了CIC级联CIC compensation filter级联halfband的降采样滤波器结构,并用verilog代码进行硬件实现。本文设计的Delta-sigma调制器采用SMICO.13μm CMOS Mixed Signal工艺实现,芯片功耗约为153.6μW,芯片核心的面积为0.98*0.46mm2,带上PAD以后芯片的总体面积为1.42*0.87mm2。芯片的测试结果为,在16KHz模式时,芯片最大信噪比达到89.3dB,动态范围为90.2dB,在8KHz模式时,芯片最大信噪比达到90.2dB,最大动态范围86dB。