输入信号电压幅度为0 V的情况 - Delta-Sigma A/D转换器原理及其PSpice仿真

2.2 输入信号电压幅度为0 V的情况

　　从功能上说，△-∑A/D转换器的转换结果是一个由触发器输出的串行比特流。如果模拟输入是0 V，积分器将不会有趋向正或负的斜坡，积分器只响应反馈电压。在这种情况下，触发器输出将持续在“高”和“低”之间震荡输出，反馈系统前后搜索，试图维持积分器输出在0 V。图4是∑-△转换器以0 V模拟输入运行的示意图，图中方波是D触发器输出，三角波是积分器输出的。

　　

 

　　图5是∑-△转换器以0 V模拟输入运行的仿真图。

　　

 

　　图5中，方波是D触发器输出的串行比特流，幅度较大的三角波是积分器的输出波形。仿真配置文件设置如图6所示。

　　2.3 输入信号电压幅度不为0 V的情况

　　如果施加一个小的负模拟输入电压，积分器将有一个向负方向倾斜它的输出的趋势。反馈只能以一个固定的电压(电源电压)在一定的时间内校正积分器的倾斜，这样触发器的比特流输出将和前面不完全相同。图7是∑-△转换器以小负模拟输入运行的示意图。

　　施加一个较大的负模拟输入信号到积分器，它的输出向正方向倾斜的更陡。这样，反馈系统将输出比以前更多的1，以带领积分器输出回到0 V。图8为∑-△转换器以较大负模拟输入运行的示意图。

　　

 

　　用平均串行比特流的方法可以从该电路获得并行二进制数输出。例如，用一个计数电路搜集在一个给定时钟脉冲中触发器输出1的总数(正输入电压数输出0的总数)，该计数器的值可以用来表示模拟输入电压。图9是∑-△转换器以5 V模拟输入运行的仿真图。

　　

 

　　图中，正弦波是输入信号，方波是D触发器输出的串行比特流，三角波是积分器的输出波形。图10只显示输入信号和D触发器输出。

　　

 

　　从图10中可以清楚地看到输入信号对输出脉冲宽度和频率的调制，输出是占空比随模拟输入电压大小变化的1，0位流。