高階雜訊移頻

於不考慮穩定度的前提下，解析度可隨著調變器的階數增加而增加。因此為 了進一步達到降低訊號頻帶內的雜訊功率，增加調變器的階數是可行的方法之 ㄧ。以傳統架構為例，藉由一階與二階的調變器的輸出轉移方程式(2-26)式與(2-34)

式可知，一個L階調變器的輸出轉移方程式可描寫如下

圖2-22 超取樣率與調變器階數關係曲線圖

由圖2-22中的模擬可快速的收尋出欲要達到的解析度，則需要多少階的調變 器和超取樣率(OSR)。然而，隨著調變器的階數提高後，將會出現穩定度的問題 [5]。

1. 單迴路架構

一個單迴路架構的高階三角積分調變器由串聯多數個積分器所組成。許多未 了克服調變器穩定度問題的方法一一被提出[6]-[9]。在這些高階單一迴路調變器 的架構中，使用了數個順向或回授路徑，來降低頻帶內的雜訊，但也因此額外增 加了極點和零點。此種架構被稱之為Interpolative三角積分調變器，如圖2-23所示。

圖2-23 Interpolative 三角積分調變器

此類的調變器藉由調整bi係數來完成一個高通函數。此架構對於係數的精準 度有非常高的需求，造成調變器功率消耗的增加，同時也增加電路設計的複雜度 和困難度。而輸入訊號也因回授穩定度的問題招受限制。

圖2-24 改良式 Interpolative 三角積分調變器

如圖2-24，[10]提出了一改良式Interpolative三角積分調變器，來降低系統的 敏感度。此種架構使用了兩個resonators，於訊號頻帶內將雜訊轉移方程式的零點 位置做改變，達到降低系統的敏感度。即使如此，數條的回授路徑相加於積分器 的輸入端，造成不可避免的失真雜訊出現於頻帶內，同時也降低了輸入動態範圍。

2. 多重迴路架構

多重迴路架構調變器是被提出來克服高階單一迴路架構的穩定度問題，此架 構也稱之為多級雜訊移頻(Multi-stage noise shaping, MASH)調變器。一基本的兩級 多級雜訊移頻調變器線性模型圖被描繪在圖2-25中。

圖2-25 三角積分調變器之多重迴路架構

此架構是由第二級迴路將第一級為路的量化雜訊擷取出，再藉由數位濾波器 (digital noise cancellation logic)於輸出前將第一級的量化雜訊給相消。而最後的數 位輸出則只有第二級的量化雜訊，且受到第二級迴路與數位濾波器所合成的高階 雜訊移頻。

在得到一個高階的雜訊移頻的目的下，多重回路架構與單一迴路架構比相較 下，更易於達成系統的穩定。即使如此，第一級與第二級的量化器的位元數將受 限於數位濾波器的位元設計。另外。元件的非理想效應，使的類比電路與數位電 路的不匹配，造成相消電路無法達到所需效能。