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移动设备中高精度低功耗Sigma-Delta调制器的设计与实现.pdf

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移动设备中高精度低功耗Sigma-Delta调制器的设计与实现.pdf

上传人:Horange 2014/2/13 文件大小:0 KB

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文档介绍

文档介绍:⑧膨歹黟硕士学位论文鲢王翟萋溃勰舞。摹论文题目整麴遮盔生奁精廑低盐薤笾罂宥槁沼鼋Dǖ难媚学科传业嬲亓磕∩罚一塞理提交爵斯所在学院、‘
粕樽绫鞘吒释炼砉σ瞫;飢畦升敌摘要随着特征工艺尺寸的不断减小和移动电子设备的迅猛发展,现代集成电路的工作电压不断地降低。这为主流数字芯片带来了显著的性能提升和功耗节省,也对模拟集成电路的设计提出了更大的挑战,特别是一些高精度高性能模拟模块的低电压低功耗实现。例如,在主流移动设备中,锂电池等可充电电池占据着主导的地位,而这些电池在其使用周期末端的输出电压通常会较正常工作电压有显著的下降。这就要求移动设备中的电路能够在极低的电压下正常工作,并通过减少自身所需功耗来尽量延长其工作周期。其中,由于受到动态范围等因素的限制,又要兼顾对数字电路的影响,模拟电路模块的低压低功耗设计成为整个系统实现的关键。在移动测量设备中,一个高精度低功耗的数模转换模块是必不可少的,正是它将传感单元检录的模拟信号转换为更易被大规模处理的数字信号。由于模拟电路实现过程中不可避免的失配与各种各样的误差,传统的奈奎斯特类数模转换器很难实现超过十位的分辨率。而当今兴起的过采样类数模转换器则得益于系统对失配与误差的有效抑制,以及过采样率带来的噪声衰减,正越来越多地成为实现高精度数模转换的选择。其中就包括以狣调制器为基础的狣数模转换器。相较于传统的奈奎斯特类数模转换器,狣调制器能够在同等精度下大幅度减少所需的硬件电路,从而降低芯片所需的功耗和面积。论文主要研究移动测量设备中高精度低功耗狣调制器的设计与实现。在广泛阅读国内外相关文献的基础上,系统研究了狣调制理论,并详尽分析了各种不同拓扑实现问的优劣比较。以设计一个能够工作在缪瓜拢藕糯鞩锏环直媛实腟—髦破魑>体实现目标,在满足系统性能要求的前提下,尽量选择能够降低功耗的拓扑结构以实现性能与功耗的最优化,并将整体功耗控制在一毫瓦以内。系统层次的设计与仿真主要集中在以下几个方面:阶数与过采样率选择,拓扑结构比较,稳定性考虑,参数设置及调整,零点优化技术,以及时序分析。
⑨新讧上学嘎士学佳话文在确定理想情况下的系统设计之后,论文通过分析各种系统非理想性因素对性能的影响,得到了各单元模块电路的具体性能指标。并在考虑这些因素的情况下,再次进行系统仿真,保证电路性能的实现。系统非理想性因素主要包括以下几个方面:噪声分析,各级采样电容确定,闪烁噪声的消除,运放的各种非理想性因素,采样时钟抖动,系统参数偏移,以及开关导通电阻等。在保证性能的前提下,对于其中对系统功耗有重要影响的模块进行了参数优化。在完成系统层次设计之后,论文阐述了各个主要电路模块的设计方法。电路层次设计主要借助于抡婀ぞ呷鏑仿真环境进行,并在曜脊ひ湛獾闹С窒掠枰允迪帧R丫瓿缮杓品抡娴牡缏纺?橹饕0带隙基准电流源,共模电压产生电路,运算放大器电路,量化单元电路,及系统时序产生电路。仿真结果显示,各个电路模块的设计能够满足目标系统的要求,系统电路性能符合系统仿真结果,并且整体功耗仅有笥遥兜陀趇以下的设计目标。关键词:狣调制器、高精度、低功耗、移动测量Ⅱ
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独创性声明学位论文版权使用授权书他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得迸鎏盘堂或其他教育机本学位论文作者完全了解澎鎏盘鲎有关保留、使用学位论文的规定,借阅。本人授权盘’江盘生可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:签字日期:年有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文作者签名导师签名月学位论文作者毕业后去向:工作单位:通讯地址:电话:邮编:日
《多移釉诅·干高矗度俄琦耗縩!;总G问灿氡龌第一章绪论第一节研究背景与现状随着特征工艺尺寸的不断减小和移动电子设备的迅猛发展,集成电路的工作电压不断地降低。这一方面为数字电路带来了显著的性能提升和功耗节省,另一方面却对模拟电路的设计提出了更大的挑战,特别是一些高精度高性能模块的低电压实现。目前在主流移动设备中,镍氢电池或锂电池占据着主导的地位,而这些电池在其使用周期末端的电压值通常会较正常工作电压有显著下降,甚至只有一伏