文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
面向无线接收器的半均匀多比特DELTA-SIGMA调制器分析与设计
姓名:朱华平
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:戴庆元
20050101
中文摘要上海交通大学硕士学位论文
面向无线接收器的半均匀多比特调制器分析与
设计
摘要
随着数字工艺的不断发展现代信号处理系统中的大部分工作都在数
字域中完成使得对模数转换器的性能要求不断提高无线收发器就是
这样一类信号处理系统通常的无线收发器对信号的滤波放大和混合等操作都
由模拟电路完成但是由于模拟滤波器不便于在片内实现导致系统的集成度
不高现代无线收发器大量使用数字电路这样信号处理中的滤波和通道选择等
功能就可以准确和紧凑地得到实现另一方面模数转换器会受到未滤波的
相邻通道信号的干扰于是的动态范围必须提高以确保在有强烈干扰的情
况下也能对弱小信号进行准确量化因而在实际无线接收器设计中面临的最大
设计瓶颈是如何实现高速高分辨率的模数转换器
的优越性能可适应现代无线接收器的发展趋势其最显著
的特性表现在窄频带信号转换中能达到非常高的分辨率不过随着制造工艺和电
路设计技术的不断进步调制器已被广泛应用在中频带信号处理中
例如无线通信的基频带信号转换目前无线移动通信正处于从系统过渡到
系统的阶段对于系统基频带信号一般在几百左右但在系统
中基频带信号扩展到范围内
面对这一挑战在设计高速高分辨率的时本论文中采用
多比特量化器因它特别适用于低过采样比而提高噪声整形阶数效果不够显著
的调制器设计中但是多比特调制器的最大缺点是内部多比特
的非线性问题其将导致带内大范围的信号扰动本文在系统分析了此种现象后
通过含有单比特的多比特量化器来解决这个问题本论文也着重论述了半均
匀量化器大多数的多比特调制器都采用均匀量化器其量化步长是恒定的而
非均匀量化器对小幅度信号输入采用较窄的步长而对大幅度信号采用较宽的步
长本文采用一种新的非均匀量化器即半均匀量化器模拟结果表明在输入
信号标准偏差σ远小于时比特半均匀量化器几乎可得到与比特均匀
量化器同样的量化噪声功率且这种方法相对于其它的非均匀量化器电路结构
实现不复杂对器件的匹配性要求也不高
最后采用工艺实现了调制器部分的电路和版
图设计仿真结果表明该调制器的最高时钟频率是最
高分辨率可达到
关键词模数转换器多比特半均匀无线接收器
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英文摘要上海交通大学硕士学位论文
DESIGN OF SEMI-UNIFORM MULTI-BIT DELTA-SIGMA
MODULATORS FOR WIRELESS RECEIVERS
ABSTRACT
The ever advance of CMOS digital circuit process leads to the trend of di
gitizing an analog signal and performing digital signal processing as early as p
ossible in a signal processing system, which in turn leads to an increasing req
uirement on analog-to-digital converter (ADC). A wireless transceiver is a such
kind of signal processing system. Conventional transceivers manipulate (filter,
amplify and mix) the signal mostly in analog domain. Since analog filters are
difficult to design on-chip, the system integration level is low. Modern transcei
vers shift many of these tasks to digital domain, where the filtering and chann
el selection can be realized more accurately and pactly. However the
price for the high integration level is the critical requirement on the ADC, be
cause