ADC四种常见单环多阶调制器结构

这里我们只描述四种常见单环多阶调制器结构，即CRFF、CRFB、CIFF、CIFB。

· CRFF cascade resonator feed forward 级联谐振器前馈

· CRFB cascade resonator feedback 级联谐振器的反馈

· CIFF cascade of integrators feed forward 积分器级联前馈

· CIFB cascade of integrators feedback 积分器级联反馈形式

个人水平能力有限 ，所以在此借助各位前辈的描述来尽量描述一下它们的优缺点。

CIFB：

反馈架构的信号传递函数STF是低通的，能对带外的一些干扰信号有抑制作用 反馈信号反馈回积分器的每一个内部节点，因此每一级积分器都必须提供一个足够大的补偿信号以与反馈回的信号相抵消，以尽量地使积分器的输入差分信号为零 每级积分器都得处理含有很多高频噪声的反馈信号，运放的带宽要求都接近，功耗就会比较大，并且积分器输出摆幅也都比较大 并且第一级积分器的误差信号较大，第一级积分器的增益必须降低，后几级积分器的噪声和非线性不能被第一级积分器很好地抑制，为达到噪声和线性度的要求，后面几级积分器的偏置电流必须增大，从而增加了系统功耗 由于每一级积分器都有一个反馈 DAC，增加了面积及系统延时，且在多bit结构中消耗更大

CIFF：

前馈架构的STF一般接近1但在高频处会有peaking，在此处的噪声干扰信号就会被放大; 只有很小的误差信号通过整个环路滤波器。因此，第一级积分器的增益可以较大，这样可以很有效地抑制后级积分器产生的噪声和非线性 每级积分器不再处理带高频噪声的反馈信号，所以对后级运放的带宽要求会降低，所以功耗相对而言会节省些，并且输出摆幅没有反馈型的大 结构具有更好的稳定性，当输出信号增大时，它的信噪比是逐渐降低的，即使最后一级积分器截止了，其他的积分器仍可通过 Feed-forward 级将信号传输到量化器。 还有一个缺点是在量化器前多了一个求和器，一般对这个求和器的带宽要求是较高的，同时会增加功耗和系统延时。

CRFB CRFF的比较：

从实现的角度来讲，CRFB结构的主要特征是最后一个积分器之后是量化器的输入，因此量化器直接由有源谐振器的输出驱动。CRFF结构的主要特征是，它仅有一个全局反馈，只需一个单一的DAC，因此DAC电路实现较为简单。

CRFF和CRFB结构的STF都能满足基本要求，即在通带内H（z）=1（约等），但它们并不相同。事实上，CRFB和CRFF结构的STF都为带通滤波器，但CRFF的阶数比CRFF的高，因此CRFB结构比CRFF结构更好的抑制带外的干扰。

与CRFF结构相比，CRFB结构的缺点是谐振器的输出包含大量输入信号和经过滤波的量化噪声。考虑在输入端加入频率位fs/4的正弦信号时调制器的工作情况，可以看到这一事实。此时，由于谐振器的增益为无穷，负反馈使输入到谐振器的两个通道的和为零。其中的一个通道为一位反馈信号和反馈系数的积，另一通道为环路中钱一谐振器的输出，因此前一个谐振器的输出必须包含输入信号以抵消加权反馈信号，从而在每个谐振器的输出端都包含有滤波后的量化噪声和频率与输入信号一致的成分。模拟表明，信号成分远大于量化噪声成分。当采用开关电容电路设计时，为了使输出摆幅维持在可获得的电源电压范围内，必须通过调整电容比率使输出摆幅按比例缩小。。.

CRFF结构虽然存在前馈通路，使得积分器不处理输入信号，只处理量化噪声，积分器的输出电压较小，在低电源电压下优势较大。但是，CRFF结构需要在量化器的输入端加入加法器将各前馈通路加权求和，加入的加法器电路造成额外的功耗。

审核编辑：黄飞