Study of correlations among noise sources in sigma delta modulators

Abstract

This thesis presents a study of the impact of considering correlation among noise sources when performing behavioral modeling of Sigma Delta modulators (SDM). As part of this work a procedure for derivation of input refereed noise for switched capacitor integrator including correlations among sources was outlined. A behavioral model of a 2nd order, 5-level SDM including noise sources correlation was developed in Verilog-A. In order to validate the model, it was required to know circuital and process parameters. To fulfil this requirement, a transistor level design of the mod- ulator was developed. The results of simulations produced by the behavioral model including correlations were compared against those of the transistor-level and against a previous behavioral model that does not include correlations. The results showed that considering correlations among noise sources in a behavioral model produced a more accurate approximation when compared to the transistor level results.

En esta tesis, se presenta un estudio del impacto que conlleva considerar las correlaciones entre las fuentes de ruido en un modulador sigma delta cuando se realiza modelado comportamental. Como parte de este trabajo, un procedimiento para la derivación de una expresión del ruido referido a la entrada en un integrador de capacitor conmutado es presentado. Con base en dicha expresión, el modelo de un modulador sigma delta de segundo orden y cinco niveles fué desarrollado en Verilog-A. Con el fin tener parámetros circuitales y de proceso conocidos, se desarrolló un modelo a nivel de transistores del modulador. Los resultados de las simulaciones producidas por el modelo comportamental que incluye correlaciones fueron comparados con los resultados producidos por el modelo nivel de transistores y con un modelo previo que no incluia correlaciones entre las fuentes de ruido. Los resultados mostraron que considerar las correlaciones entre dichas fuentes en el lo comportamental producía una aproximación mas cercana a los resultados mode producidos por la simulación a nivel de transistores.