طراحي يك مدولاتور سيگما دلتاي تك حلقه جديد و كم توان با هدف كاهش تعداد تقويت كننده در فيلتر حلقه براي كاربردهاي بازشناسي گفتار

در اين مقاله يك ساختار عمومي جديد براي مدولاتور سيگما دلتاي تك حلقه با تركيب دو روش اعوجاج پايين و نويز تزويج شده براي كاربردهاي كم توان با دقت بالا ارائه شده است. روش اعوجاج پايين در ساختار ارائه شده، باعث مي شود تا تابع تبديل سيگنال آن برابر يك شود. از طرفي روش نويز تزويج شده باعث افزايش مرتبه شكل دهي نويز كوانتيزاسيون در خروجي مدولاتور مي شود. هدف از به كارگيري اين روش ها در طراحي ساختار، افزايش مرتبه مدولاتور در ازاي عدم نياز به تقويت كننده هاي عملياتي اضافه در زمان پياده سازي مداري آن است تا در نهايت يك مدولاتور كم توان و كم حجم نسبت به ساختارهاي مشابه، حاصل گردد. براي كاهش تقويت كننده هاي مورد نياز، از فيلتر با پاسخ ضربه نامحدود (IIR) مرتبه دوم به جاي انتگرال گير در حلقه مدولاتور، استفاده گرديد. براي بررسي عملكرد ساختار پيشنهادي، پياده سازي و شبيه سازي آن براي كاربردهاي بازشناسي گفتار (به طور نمونه براي سمعك هاي ديجيتال) در فناوري ساخت 180 نانومتر CMOS (نيم رساناي اكلسيد فلز مكمل) انجام گرديد. براي يك ساختار مرتبه 3 با نرخ بيش نمونه برداري 64 و سيگنال سينوسي ورودي 6 دسي بل تمام مقياس و فركانس نمونه برداري 56/2 مگاهرتز، مقدار سيگنال به نويز و اعوجاج (SNDR) برابر 9/81 دسي بل و محدوده پويايي (DR) برابر 88 دسي بل به دست آمده است. مقدار توان مصرفي مدولاتور برابر 9/126 ميكرووات و پهناي باند آن 20 كيلوهرتز است. نتايج شبيه سازي مداري و سيستمي مدولاتور، درستي عملكرد آن را نشان مي دهد.