連續時間Δ-Σ（CTDS）模數轉換器（ADC）是音頻系統，電話手機和移動電子產品的首選架構。該ADC架構可實現高效集成，信號鏈減少和低功耗等優勢。雖然CTDS ADC在高動態范圍和功率效率是主要要求時優于其他類型的ADC，但其他類型的ADC（如流水線ADC）已成為蜂窩通信基礎設施系統的主流選擇，這要歸功于它們能夠轉換寬帶模擬輸入ADI公司最近推出的技術突破現在允許CTDS ADC以非常高的頻率數字化寬帶信號。這克服了先前的局限性，并且還使CTDS ADC引入的更寬頻帶系統具有顯著的系統級優勢，使其在低頻應用中普及。

本文介紹了此類最新創新的實施。特別地，討論了模擬前端，包括其核心處的寬帶CTDS帶通ADC，用于通信和儀器系統中的高頻信號的數字化和下變頻。嵌入式帶通ADC不需要外部抗混疊濾波器和驅動放大器/緩沖器，大大減少了信號鏈的元件數量，功耗，并放寬了整體規格。此外，還集成了片上可編程數字濾波和下變頻，為設計人員提供了完整且易于使用的解決方案。

連續時間Δ-Σ（CTDS）ADC 1 由于與其他類型的ADC相比具有許多優勢，多年來一直是高性能音頻到蜂窩手機RF前端等廣泛應用的模擬 - 數字架構。其優點包括更高的集成適應性和低功耗，但也可能更重要的是，因為使用CTDS可以解決許多重大的系統級問題。由于許多技術缺點，CTDS的使用先前已限于相對較低的頻率/帶寬和較低的動態范圍。因此，高性能奈奎斯特速率轉換器，如流水線和逐次逼近型ADC，已成為高性能/高頻數字化應用的主流解決方案。

然而，ADI公司最近推出的技術突破已經克服了許多先前的限制。因此，基于CTDS制作高速ADC能夠實現更高的性能規格，存在強干擾時的穩定性，可編程頻率響應，從而能夠解決蜂窩基礎設施系統中的許多重要信號處理問題并選擇高性能儀器應用等。

為了更好地理解，我們考慮一下，通信系統的經典外差接收信號鏈。使用主流開關電容器奈奎斯特速率的傳統方案，高速ADC如圖1（a）所示。這里，混頻器產生的中頻（IF）信號需要被緩沖并且可能使用驅動放大器進行放大。奈奎斯特ADC還需要抗混疊濾波器（AAF），有時通過表面聲波（SAW）濾波器或多極分立SMD濾波器實現。最后，所需的IF無線電信號到達ADC。其輸出采用高采樣率fs（fs / 2遠大于中心/ IF頻率），通過通信數字ASIC進一步處理（濾波和下變頻到基帶）。

< p>使用CTDS時，相同的處理鏈大大簡化了，如圖1（b）所示。由于CTDS具有電阻輸入，因此可以由混頻器直接驅動，不需要驅動放大器。此外，CTDS的內核包括一個CT模擬濾波器，它隱含地執行AAF功能，因此允許用輸入SAW / SMD離散濾波器消除 2 。此外，CTDS可以具有帶通濾波器頻率特性（實際測量的示例見圖2），可調諧到所需IF輸入頻率的中心，并具有顯著的帶外衰減。這種通帶被過采樣，數字化，并且被數字抽取并下變頻到基帶，并以比圖1（a）的情況低得多的數據速率（并且具有更低的功耗）提供給數字ASIC。

上述系統級簡化是CTDS與其他高速ADC架構之間基本架構差異的直接結果。

這種簡化的額外好處是巨大的。在圖1（a）中，驅動放大器可以消耗與ADC本身相當的功率，同時影響鏈的整體噪聲系數。圖1（a）中的AAF不能輕易集成。此外，需要針對IF（和頻率規劃）和特定信號鏈實現的每個選擇適當地選擇新的濾波器。經驗豐富的系統設計人員知道濾波器的實現通常非常耗時，因為具有相同濾波器功能的不同組件選擇可能由于與奈奎斯特ADC的前端采樣電路的非線性交互而導致顯著不同的線性性能。相反，在圖1（b）中，去除了AAF濾波器并且CTDS的良性電阻輸入取代了前端采樣電路，濾波功能由CTDS執行，其頻率特性在模擬中進行了數字編程。設備的技術。因此，完全相同的CTDS可以在多個信號鏈中互換使用，并可以數字調諧到所需的頻率和帶寬，從而大大簡化和加速整個平臺開發過程。毋庸置疑，對于相同的功能和性能，圖1（b）中的信號鏈具有比圖1（a）中的信號鏈更低的功耗和更小的形狀因子。

該技術的實例化ADI公司的AD6676具有如圖3所示的功能框圖。后者是一個集成的IF數字化子系統，嵌入了具有極高瞬時動態范圍的可調諧帶通CTDS，以及數字濾波和下變頻功能，支持自動增益控制，集成時鐘合成器和JESD204B串行輸出接口。通帶的中心頻率（IF）可以在70 MHz和450 MHz之間進行數字調諧，其帶寬可以設置在20 MHz和160 MHz之間，帶內噪聲頻譜密度不同。

該部分的性能，如數據表所示，適用于各種寬帶蜂窩基礎設施設備和中繼器，點對點微波設備，頻譜分析儀，通信儀器和許多其他功能

結論

當使用連續時間Δ-ΣADC時，可以實現重要的信號鏈簡化和性能優化，以及提高系統設計靈活性和減少開發工作量。這些架構的一些優點之前已經在各種低功耗和移動應用中普遍使用。得益于最近的IC技術突破，CTDS現在還能夠滿足許多通信基礎設施和儀器系統嚴格的ADC高動態性能要求，同時在強帶內和帶外干擾的情況下保持穩定運行。 IF子系統嵌入帶有可編程中心頻率（IF）和帶寬的帶通CTDS高速轉換器，結合數字下變頻和濾波后處理后端級，以及其他集成功能，為軟件無線電提供了非常靈活和強大的解決方案應用。此外，通過進一步允許消除主流ADC技術強制要求的其他信號調理模塊，它還可以降低整個系統級別，提高靈活性和信號鏈的性能優化。