基于VCO的数字化时域模数转换器研究

发布时间：2021-01-24 11:32

　　CMOS工艺的不断发展使得晶体管的速度不断增加、单位集成密集度越来越高、逻辑延迟持续减小、时间分辨率不断提高,因此在设计模数转换器时可将传统的电压域信号转换为时域信号,并对时域信号进行采样量化得到数字信号。而压控振荡器（Voltage-Controlled Oscillator,VCO）由于其固有的从控制电压到输出频率的线性关系及电压到相位的积分关系,能够很好的完成信号从电压域到时域的转换。因此基于VCO的模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）成为了一大研究热点。传统Sigma-Delta环路中的量化器工作在电压域,利用比较器得到多级量化,但随着系统量化位数及速度的不断提高,比较器输出端产生亚稳态的概率不断提高,因此对比较器的设计有了更高的要求。而VCO由于结构较为简单,基于VCO的连续型Sigma-Delta调制器具有一阶噪声整形的特性,且由于其固有的抗混叠特性,避免了复杂的抗混叠滤波器及采样保持电路的设计,降低了系统的复杂度,节约了电路的面积和功耗。本文主要设计了两种基于VCO的Sigma-Delta ADC。其中,基于VCO的频率域ADC主要... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文主要内容及全文安排
第二章 连续时间型Sigma-Delta调制器
    2.1 Sigma-Delta调制器的工作原理
        2.1.1 过采样
        2.1.2 噪声整形
        2.1.3 一阶 ΣΔ 调制器
    2.2 CT型与DT型Sigma-Delta调制器区别
    2.3 本章小结
第三章 基于VCO的CT型Sigma-Delta量化器分析及建模
    3.1 环形压控振荡器的基本原理
    3.2 VCO在Sigma-Delta量化器中的应用分析
        3.2.1 基于VCO的频率域量化器分析及建模
        3.2.2 基于VCO的相位域量化器分析及建模
    3.3 基于VCO与基于比较器的量化器比较
    3.4 本章小结
第四章 基于VCO的数字化频率域ADC设计
    4.1 频率域Sigma-Delta ADC电路结构
        4.1.1 频率域ADC的电路结构设计
        4.1.2 电路的非理想因素分析
    4.2 系统关键模块设计
        4.2.1 基于RS触发器的压控振荡器
        4.2.2 格雷码计数器
    4.3 整体电路仿真
    4.4 版图设计及后仿
    4.5 本章小结
第五章 基于VCO的数字化相位域ADC设计
    5.1 相位域Sigma-Delta ADC电路结构
        5.1.1 相位域ADC的电路结构设计
        5.1.2 相位域ADC的工作原理
        5.1.3 固有的DAC失配整形能力
        5.1.4 CCO间的失配分析
    5.2 改进的全数字量化器
    5.3 系统关键模块设计
        5.3.1 基于反相器的VCO的设计
        5.3.2 反馈电流舵DAC的设计
    5.4 整体电路仿真
    5.5 版图设计及后仿
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：2997169