1.1 研究動機與背景
現今半導體科技的蓬勃發展下，促使電子產品的研究發展也水漲船高。這不 僅提高大眾的生活便利性，也同時增加可選擇產品的機會。然而，隨著消費者對 電子產品的需求大增，也就更要求產品的穩定性及品質保證，衍生出了眾多產 品，例如：液晶電視、筆記型電腦、MP3/MP4以及行動電話……等。其中最特別 的莫過於可攜式產品類別，對於現今資訊爆發的忙碌社會掀起了最大的改變。因 此為了符合可攜式產品趨於輕薄短小且功能齊全的發展下，在積體電路研發方向 也朝著系統晶片設計邁進，其主要目的乃在於提高系統效能，同時縮小晶片面積 且降低系統功效消耗。也就是說在單一晶片設計方面，研發者必需將不同功能整 合成一個完備的系統。所以於系統所具備的類比與數位電路的匹配也就相對愈來 愈重要[1-2]。
因應現今的製程技術，積體電路設計業已邁入奈米科技時代。最直接的改變 乃因精密度的提升而降低電路佈局的面積，並且電源供應電壓也明顯地下降。順 應潮流，具高效能、低功率的晶片也陸續推陳出新地發表出來。然而隨著CMOS 製 程技術的進步，對於低電壓及低功率的數位電路有著眾多好處，它仍舊能保有解 析度卻使用較小的功效。可是電晶體的臨界驅動電壓並未等比例地相對降低，當 訊號進入電晶體時，驅動電壓依舊不足。因此在進階的製程下，對類比電路設計 者而言卻是增加設計難度。可攜式行動裝置愈來愈輕薄的高度發展下，其中的類 比數位介面的轉換電路需求亦更趨重要。換句話說，同時在低電壓操作，又要保 持如同正常電壓下的電路特性，對含有數位與類比電路的低功率混合信號積體電 路設計確實為一項重大的挑戰。
以高解析度與低功率的研究目標，三角積分調變器對於類比電路的非理想效 應 相 對 於 其 它 架 構 是 比 較 不 敏 感 ， 這 些 特 性 包 含 運 算 放 大 器(Operational
Amplifiers, Opamp)的非理想、或者是電路元件的不匹配等……。然而對於低電壓 設計環境下，此些特性尤為重要。因此，選擇三角積分調變器為研究之舉是合適 的。並且這項技術在實現高解析度、高準確性、及窄頻要求的類比數位轉換電路 亦同等符合。它不僅在音頻與通信上被普遍應用，另一項優點乃可避免前置的抗 交漣濾波器(Anti-aliasing filter)的規格減輕。除此之外，三角積分調變器也成功地 運用在中頻範圍，用以減輕功率消耗與非理想效應。
本論文同時聚焦在考慮中頻範圍應用，使用新的三角積分調變器架構，運用 線性模擬軟體搭配0.18μm 模擬環境，同時使用雙取樣(Double sampling)技術來減 輕電路負擔，並證明新的架構適合運用在中頻區段。另外使用相同製程考慮，但 不使用標準供應電壓值而以1.2V為系統供應電壓。在架構穩定的前提下，使用創 新的思考方式，實現一適合於音頻應用之三角積分調變器。
1.2 論文組成
本論文總共分為六個章節，本章為首章內容包含研究動機與背景，其餘各章 節的研究內容與簡介將分別表示如下：
第二章 此章針對三角積分器做一些基本的介紹，例如不同架構種類 的三角積分調變器、雜訊移頻、雙取樣技術以及系統性能受 影響程度等等。
第三章 介紹運用於三角積分調變器中的電路元件，如運算放大器、
比較器等電路，並設計電路以符合系統要求。
第四章 將提出一個新的具複數零點之帶通三角積分調變器架構，並 且使用線性模擬軟體模擬，展現模擬結果，證明新架構之可 行性。
第五章 此章將採用先前章節所提出之部份架構與電路元件，調整系 統整體供應電壓，並引進新的電路思考方向，一樣搭配線性 模擬軟體展現輸出成果，在音頻的範圍內，實現此具預先偵 測動態量化之三角積分調變器。最後，先行把待測之實驗板
備妥，為後續研究資料截取作準備。
第六章 將對本論文所提及之兩種不同應用範圍之三角積分調變器架 構進行研究整理，並且妥善歸劃後續研究方向與未來展望。