Online Tool for Rapid Continuous-Time ΣΔ Modulator Design

ΣΔ „A/D-Wandler sind für viele verschiedene Anwendungen auf dem neuesten Stand der Technik. Die Basis für diesen Typ eines A/D-Wandlers ist der A/D-Modulator. Lange Zeit dominierten zeitdiskrete (DT) Modulatoren, da ihr Design leicht übernommen werden konnte, um eine hohe Leistung sicherzustellen.
In jüngster Zeit haben (CT)-Continuous-Time-Modulatoren aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit und der inhärenten Signalfilterfähigkeiten immer mehr an Popularität gewonnen. Das etablierte Design von Modulatoren besteht aus einem DT-Berechnungsprozess für diese Modulatoren und einem anschließenden CT-Modulator oder der Wiederverwendung früherer Schleifenfiltertopologien. Dieser Prozess hängt in hohem Maße vom Wissen und der Erfahrung des Designers ab.

In diesem Projekt wird ein Designtool entwickelt, das das direkte Design im zeitkontinuierlichen Bereich ermöglicht. Es beruht auf einer heuristischen Suche, die auf einem genetischen Algorithmus basiert. Um für eine vollständige Optimierung sehr kurze Reaktionszeiten im Sekundenbereich zu erreichen, werden die Algorithmen auf einer GPU implementiert, um eine stark parallelisierte Ausführung der Simulationen zu ermöglichen. Darüber hinaus enthält das Tool mehrere Nicht-Idealitäten, um mehr als nur eine grobe Schätzung zu berechnen. Weitere fundierte Kenntnisse zu Schleifenfiltern, Modellierung und Transformationen sind nicht erforderlich.

Die webbasierte GUI für dieses Designtool finden Sie unter
https://www.sigma-delta.de

Aufgrund der Nachfrage nach anspruchsvolleren Architekturen und Modulatortypen nimmt der Umfang der Toolbox stetig zu. Daher ist es das Hauptziel dieses Projekts, im nächsten Schritt die Fähigkeiten zur Simulation und Optimierung von CT zu entwickeln, um es auf Bandpassmodulatoren zu übertragen und in Zukunft auf weitere Typen zu erweitern. Darüber hinaus werden die Flexibilität der zugrunde liegenden Modelle und die Wirksamkeit des Optimierungsalgorithmus stetig erhöht, um den Anwendungsbereich zu erweitern.