SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Introducción
• La performance de los sistemas de procesamiento de señales
generalmente se ve limitada por la precisión de la señal digital de
entrada, que es lograda en la interfaz entre la información
analógica y digital.
• Los conversores A/D basados en la modulación Sigma-Delta
son una alternativa efectiva en cuanto a costo para los
conversores de alta resolución que finalmente pueden ser
incluidos en procesadores digitales de señales.
• Los conversores A/D de alta resolución convencionales operan a
la frecuencia de Nyquist. Requieren un filtro analógico pasa-bajos
complicado (filtro anti-aliasing) para la limitar la máxima
frecuencia de entrada al conversor.
• Contrariamente a esto los conversores Sigma-Delta utilizan un
conversor A/D de baja resolución (conversor de 1 bit), noise
shaping y una tasa de sobremuestreo grande.
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Proceso general de conversión Analógico-Digital
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Proceso general de conversión Analógico-Digital: Muestreo
respuesta en frecuencia del filtro anti-aliasing
Respuesta en frecuencia de una señal no limitada
solapamiento
Respuesta en frecuencia de una señal no limitada muestreada
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Proceso general de conversión Analógico-Digital: Cuantización
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Error de cuantización en la conversión A/D
Niveles analógicos
Valores digitales
Para cuantizar la señal muestreada con M bits la cantidad de niveles será: 2M
y la separación entre niveles: q = 1 / (2M-1)
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Espectro del ruido de los muestreadores del tipo Nyquist
N(f) = q2 / (12 . fs)
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Sobremuestreo y decimación
• El proceso de cuantización en un conversor del tipo Nyquist es, en general,
diferente con el que realiza uno que utiliza sobremuestreo. Mientras que el
primero realiza la cuantización en un solo intervalo de muestreo a la
máxima resolución un conversor por sobremuestreo generalmente utiliza
una secuencia de valores cuantizados a la tasa de sobremuestreo seguido
por un proceso de decimación digital para calcular una estimación más
precisa de la entrada analógica.
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Sobremuestreo
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Respuesta del filtro Antialising y espectro del ruido
de los conversores por sobremuestreo
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Respuesta en frecuencia de los filtros antialising analógicos
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Ejemplo de una decimación
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Moduladores Delta
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Moduladores Sigma-Delta
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Moduladores Sigma-Delta
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Análisis del modulador Sigma-Delta
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Análisis del modulador Sigma-Delta
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Diagrama en bloques del conversor A/D Sigma-Delta (1er orden)
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Entrada y salida de un conversor A/D Sigma-Delta (1er orden)
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Espectro del “noise shaper” de un sigma-delta de primer orden
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
SIGMA-DELTA
Espectro del “noise shaper” de un sigma-delta de orden superiores
Sistemas Digitales - FIUBA
SIGMA-DELTA
Descargar

Diapositiva 1