2-1级联架构sigma delta调制器的研究与设计

发布时间：2018-04-15 00:10

本文选题：级联架构 + 调制器　；参考：《吉林大学》2015年硕士论文

【摘要】：进入二十一世纪以来，全球电子市场有了一个爆炸式的发展，而这个发展也为中国的电子行业尤其是半导体行业的发展带来了机遇。其中模数转换器成了热门的研究方向。ADC吸引了人们的注意是有原因的，我们手持设备、电脑等处理的信号为数字信号，数字信号有着灵活性、稳定性好的特点，而且其抗干扰能力强，在存储以及信号传输过程中有着很大的优势。而我们所接触的世界绝大部分信号为模拟信号，而所以ADC作为连接模拟世界与数字世界的桥梁，其作用是不言而喻的。对于ADC来说，由于其种类很多，所以我们可以根据不同的需求来选择不同类型的ADC。对于在要求高精度的场所下通常采用sigma deltaADC，特别是其可以达成数据转换与数字信号处理的完美结合，使其地位越来越高。在本文我们根据指标的需求，进行了架构的选择以及各种参数的选取，最后决定采用2-1级联的架构，并且确定了各个设计参数，而且利用了MATLAB的simulink模块进行了验证工作，显示已经达到了设计要求。在此基础上我们讨论了实际电路中遇到的非理想因素，这些为后面实际电路的设计提供了要求。我们根据调制器的主要电路参数，设计了sigma delta调制器的各个子电路，包含了两相不交叠时钟电路、全差分运放以及比较器，并且搭建了调制器的整体电路，经过仿真我们得到调制器的工作性能达到有效精度16.68bit，信噪比达到102.2dB。在完成电路级设计之后，我们进行了版图的绘制工作，我们采用的是chrt0.18μm CMOS工艺，我们对电路的各个模块进行了版图绘制，并且整体版图通过了DRC以及LVS检测。并且我们进行了流片。本文所设计的sigma delta调制器结构简单，有效精度高，，动态范围大，芯片占用面积小，具有现实意义。
[Abstract]:Since entering the twenty - first century , the global electronic market has an explosive development , which also brings opportunities for the development of the electronics industry , especially the semiconductor industry in China . The analog - to - digital converter has become a popular research direction . The ADC attracts people ' s attention . Because of the many kinds of digital signals , we can select different types of ADCs as a bridge connecting the analog world and the digital world . For the ADC , we can use the sigma delta ADC , especially it can achieve the perfect combination of the data conversion and the digital signal processing , so that the position of the ADC is higher and higher .

Based on the requirements of the index , the selection of the architecture and the selection of various parameters are carried out . Finally , we decide to adopt the 2 - 1 cascade architecture , and then determine the design parameters . Based on the main circuit parameters of the modulator , we design the various sub - circuits of the sigma delta modulator , which include two - phase non - overlapping clock circuit , all - differential operational amplifier and comparator , and set up the integrated circuit of the modulator . After simulation , we get the effective precision of 16.68bit and the signal - to - noise ratio of 102.2 dB .

After completing the circuit - level design , we made the layout drawing work , we adopted the CMOS technology of CMOS t0 . 18渭m , we adopted the layout drawing of each module of the circuit , and the whole layout adopted DRC and LVS detection . And we made the flow sheet . The sigma delta modulator designed in this paper has simple structure , high effective precision , large dynamic range , small occupied area of the chip and practical significance .

【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN761

【参考文献】