A CMOS transistor-only 2^nd order low-pass ΣΔ modulator

F. Sandoval-Ibarra and R. Rodríguez-Calderón

Diseño Electrónico, CINVESTAV, Unidad Guadalajara, Prol. Av. López-Mateos Sur 590, C.P. 45235 Guadalajara, Jal., México, e-mail: sandoval@cts-design.com

Recibido el 21 de enero de 2003.
Aceptado el 10 de febrero de 2003.

Abstract

A simple procedure for designing a switched-current second-order ΣΔ modulator is presented. Since this design assumes a white noise spectrum due the quantization process, and by sizing the needed current branches according the proposed equivalent MOS transistor signal-to-noise ratio, a 2^nd order ΣΔ modulator suitable to develop an analog-to-digital converter for audio applications has been obtained. The experimental results verify in high percentage the utility of the proposed model. However, additional noise effects have to be taken into account to increase the performance of the modulator.

Keywords: Semiconductor devices; integrated circuits.

Resumen

Se presenta un procedimiento simple para diseñar un modulador ΣΔ de segundo orden en corriente conmutada. En este diseño se asume que el ruido debido al proceso de cuantización presenta un espectro blanco, y dimensionando las ramas de corriente necesaria de acuerdo al modelo equivalente a nivel transistor propuesto para la razón señal-a-ruido, se obtiene un modulador ΣΔ de segundo orden adecuado para desarrollar un convertidor analógico-digital para aplicaciones de audio. Los resultados experimentales verifican en gran medida la utilidad del modelo, sin embargo, para incrementar el desempeño del modulador se deben tomar en cuenta efectos adicionales de ruido.

Palabras clave: Dispositivos semiconductores; circuitos integrados.

PACS: 85.30; 85.40.G

Acknowledgment

Financial support from CONACyT-México (under grand 38951-A) is gratefully appreciated. The test integrated circuits were fabricated using the facilities of the MOSIS Academic Program. One author (R.R.C.) thanks the scholarship received from CONACyT-México. The authors thank the granted facilities by SCT (México) in the loan of measurement equipment.

References

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