高速∑Δ模数转换器的研究与实现

发布时间：2018-10-29 16:22

【摘要】：随着无线传感器网络的不断发展,通信模块对模数转换器的要求不断提高,高速、高精度、低功耗成为了模数转换器重要的研究趋势。连续时间∑△模数转换器在精度、带宽和功耗之间较好的折衷,对模拟器件匹配度较低的要求,近年来得到了迅速的发展,对中高速无线传感器网络的进步有着重大意义。本文首先调研了国内外Σ△调制器的发展现状,对比了离散时间∑△调制器和连续时间Σ△调制器之间的优缺点,以及相互之间转换的方法。结合设计指标要求,设计了一款连续时间∑△调制器,该调制器采用2阶1位量化结构,具有10位有效精度；根据设计复杂度的要求,确定采用级联反馈结构；使用SDtoolbox设计出相应的噪声传输函数,应用冲激响应不变法,将得到的离散时间的结构参数转换到连续时间域；使用MATLAB中的simulink工具,对电路各模块的非理想特性进行仿真。在完成系统仿真的基础上,进行电路设计。采用有源RC积分器来满足调制器系统对积分器较高的要求；积分器中的运算放大器创新的采用了折叠共源共栅增益提高型结构,以得到较高的直流增益和足够大的带宽,使其不会对系统性能造成影响。电路仿真结果表明,该设计完全能够满足设计指标,系统工作稳定。论文最后在TSMC 0.18μm CMOS工艺下设计了调制器系统的版图,并进行了相应的仿真验证与测试。在仿真环境下,设置电源电压为1.8V,采样频率大于15MS/s,输入信号频率4.8828125MHz,幅度0.5V,仿真得到系统的SNR为58dB,整个调制器的功耗约为48mW,动态性能基本满足设计指标。
[Abstract]:With the development of wireless sensor networks, the requirements of communication modules for A / D converters are increasing. High speed, high precision and low power consumption have become an important research trend of ADC. In recent years, a better trade-off between precision, bandwidth and power consumption of continuous time 鈭，

本文编号：2298201