文档介绍：东南大学
硕士学位论文
多比特Sigma-Delta调制器系统结构研究与设计
姓名:黄志琪
申请学位级别:硕士
专业:集成电路设计
指导教师:吴金
20090409
摘要模数转换器魑V匾5慕:骷橇幽D馐澜缬胧质澜绲那帕海毡橛τ糜谕枷信号处理、无线通信及数字信号处理等领域。随着集成电路工艺技术的进步,高精度成为目前的主流发展方向。由于哂凶;痪ǘ雀摺⒔峁构嬖颍谥诙嗔煊蚨嫉玫搅斯惴旱挠τ谩本文以多比特调制器的设计为研究内容,重点讨论了多比特量化器非线性对系统性能的影响以及系统设计方法,并最终完成了二阶二比特和二阶一比特调制器电路设计。首先,对比单环四阶四比特和单环四阶一比特瓵调制器性能特点,讨论了∑△调制器系统设计的一般方法。利用对调制器的各非理想特性进行行为级建模,包括运放有限带宽、有限开环增益、有限压摆率和开关热噪声。从而为电路级设计提供指标要求。本文对不同阶数、不同量化位数的单环调制器进行行为级建模,并进行性能比较。重点分析了多比特∑△调制器的性能特点,以及多比特量化器对系统传递函数和输出信噪比的影响。而后,在系统设计的基础上,利用工艺完成了二阶二比特和二阶一比特电路设计,主要包括开关电容积分器、多比特量化器、自举开关以及反馈2⑶以贑工具下完成仿真。关键字:髦破髂J;籑7窍咝晕蟛
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研究生签名:趣导师签名:迕日期:研究生签名:垫邀研究生签名::鱼态邀导师签名:塞萎东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明克日期:克本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机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了谢意。日期:东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布以电子信息形式刊登畚牡娜ú磕谌莼蛑小⒂⑽恼R5炔糠帜谌荨B畚牡墓ú包括以电子信息形式刊登谌ǘ洗笱а芯可喊炖怼
第一章引言研究背景向和,比较了目前比较经典的几种弘调制器结构。由此确定了论文∑△调制器系统设增加量化位数的方式实现精度提高的要求。这样,实现与一位∑△调制器同样的性能,多比特结构可以降低过采样率,这意味着系统环路带宽不变的条件下能够处理更高频率的输入信号。瓵调制器高精度的性能特点被广泛应用在音频功率放大器、低速数据转换以及锁相环等应用领域。多比特∑△调制器由于其自身的性能优势和广泛的应用前景,有重要的学术研究价值,本课题研究的主要目标需要解决多比特∑△调制器中的关键技术难题。本章主要讨论本论文研究背景写作目的以及论文组织安排。介绍了当前调制器设计的主要方计的各项指标。最后,简要概括了本文主要工作和结构安排。模数转换器应用越来越广泛,它是连接自然界D庑藕和人类科技辔J中藕的纽带,不同类型的模数转换器其性能存在明显差异。其中,∑△调制结构的ǘ茸罡撸捎盟俣然蝗【ǘ鹊幕究刂圃怼!啤鞯髦破鞯挠τ昧煊蚝芄悖梢杂迷疍、锁相环、羝倒β史糯笃骱推渌葑;黄魃稀过采样调制器是一种高精度、低成本调制器。采用过采样技术及负反馈控制结构,通过对量化噪声的整形,使基带内信噪比大为改善,并提高数据转化的分辨率。过采样特指采用远高于信号奈奎斯特频率的速率对信号进行采样,根据信号采样理论,提高采样频率能有效的提高信噪比,因而提高转换精度,体现出速度换取精度的控制效果。∑△调制器的信噪比直接取决于∑△调制器的噪声整形能力。鞯髦破髦饕Sτ糜诟呔ǘ瘸『希车摹啤鞯髦破鞲呔ǘ鹊氖迪秩词艿礁髦忠蛩氐闹圃肌S捎采用过采样技术,如果输入信号频率过高,采样频率将更高。在特定工艺条件下,电路实现的难度将急剧加大。为了能够提高低采样下∑△调制器的精度性能,多比特∑△调制技术应运而生。它是通过
国内外研究现状研究内容和目标的。∑△调制器在保持高精度特性基础应走向着高速,由此可见多比特∑△调制器将会普遍应用于网络通过利用软件对∑△调制器系统模型进行分析和验证,最终为电路级设计提出各模块指标要求。本文所设计∑△调制器输入信号带宽豆裳剩钪帐迪有效精度。多比特∑△调制器国际上研究起步较早,从年起发表了一批重要研究成果。国内起步相对较晚,近几年才成为研究的热点。表捅分别是国内外公开发表的相关论文情况:表比较作者/时间结构动态范围功耗工艺过采样率单环/表、国内多比特调制器研究进展出处/时间量化位数复旦大学/上海