文档介绍：梗旦大擎硕士学位论文宽带高精度低功耗的△∑模数调制器的设计院系:专业:姓名:指导教师:完成日期:信息科学与工程学院微电子学与固体电子学张伟超任俊彦教授年学校代码:学号:
摘要宰;黄鹘峁顾薹ㄏ啾鹊摹随着超大规模集成电路技术和工艺的发展,数字技术日趋成熟,相应地对模拟信号与数字信号的接口疍,疉转换器的要求也不断提高。基于过采样技术的△∑调制器目前广泛地应用于模拟电路中,这种技术对工艺相对不太敏感,同时在实现高性能的高精度疍转换器中,这种技术也展现了诸多优点尤其对于低电压低功耗的模拟电路系统应用,它所能实现的高精度性能是其它本论文讨论了利用过采样技术来实现模数转换的原理和方法,对宽带调制器的结构和设计技术进行了研究,对于如何优化电路结构、克服电路中存在的非理想特性、提高电路性能作了尝试。论文还将比较详细地分析如何从系统和单元电路的角度来减少积分器的功耗,从而进一步减少整个调制器的功耗。论文中设计了高信号带宽的△∑调制器,它可应用于无线射频接收机、等系统中。具体设计目标是:信号带宽为精度。。一种采用的是单环结构,另一种采用的是级联结构。经过分析比较,采用了级联结构以取得较高的信号带宽。针对级联结构,作者仔细分析了电路实现中热噪声、积分器非理想因素、时钟抖动等非理想因素对调制器信噪比性能的影响,在此基础上建立了调制器的行为级模型,该模型能够较好地表征电路中众多非理想因素对实际调制器输出信噪比的影响,通过这个模型可以完成自顶向下的低通△∑调制器的设计。该△∑调制器为结构,由全差分开关电容电路实现,,电源电压为悍抡娼峁允荆谑敝悠德饰,输入信号频率为保髦破鞯木ǘ却笥,功耗为.。关键词:∑△调制器,开关电容电路,宽带,低功耗
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图不同结构的墓ぷ鞣段Ш途ǘ戎副辍模数转换器的典型结构框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯理想的量化器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯模拟信号的什裳凸裳疽馔肌不同采样率量化噪声的频谱分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..一阶调制器结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯整形后的量化噪声功率谱密度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..输入正弦信号时调制器的输出⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯,二阶△∑调制器结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯不同阶数调制器的信噪比函数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图鳌频髦破鞯奶匦酝肌单环△∑调制器的模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯单环△∑调制器的通用结构框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯抡娼峁图通用的网络结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图调制器传输函数综合结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图调制器时域仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯仿真输出治觥输入信号幅度一输出信噪比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..读=峁沟摹鳌频髦破鳌级联结构调制器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.增益误差对调制器动态范围的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯开关电容积分器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图开关电容二阶调制器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯邢拊鲆娴幕制髂P汀脑鲆娑許挠跋臁邢薜ノ辉鲆娲淼幕制髂P汀ノ辉鲆娲矶許挠跋臁图橐换难拱诼识許挠跋臁图邢奘涑霭诜許挠跋臁积分器在下的噪声模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..结构时域仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..理想模型和非理想的模型仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯..用全差分电路实现的调制器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图全差分积分器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯开关电容采样电路及其等效电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..采样电路热噪声的功率谱密度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..开关的阻值与输入信号的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯不同的运算放大器拓扑结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..积分器中采用的全差分运算放大器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一辅助放大器电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一交流小信号等效电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图鄣患读狾、辅助运放以及增益自举后的折叠一级联的波特图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..
图带增益自举条件下的频响曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..放大器的噪声电压对积分器的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..运放的噪声电流源分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯折叠式共源共栅运放⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯运算放大器中的共模反馈电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一积分器的仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一比较器电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一双相非交迭时钟和线性小信号