一种16位双采样Sigma-Delta调制器的研究与设计

发布时间：2022-10-29 11:18

　　在信息数字化飞速发展的时代,模数转换器有着不可或缺的地位。Sigma-delta（Σ-Δ）ADC是一种被广泛认可的非常适合高分辨率应用的模数转换器,采用过采样和噪声整形技术,可以实现其它模数转换器难以达到的高信噪比的有效带宽。此外,凭借以速度换取精度来获得高分辨率的特性,Sigma-delta ADC备受低到中等速度模数转换器的青睐,如高质量的音频、马达驱动器和医疗电子设备、工业电机驱动等。Sigma-delta ADC主要由Sigma-delta调制器和数字滤波器构成,本文主要研究Sigma-delta ADC的调制器部分。设计的Sigma-delta调制器采用单环2阶1位量化的前馈积分器（Cascade of Integrators Feed forward,CIFF）结构,运用斩波技术降低低频噪声和直流失调。与传统的全差分结构相比,调制器的每级积分器均采用4个采样电容,在一个时钟周期内,能实现两次采样与积分,因此,所需的外部时钟频率仅为传统积分器的一半,降低了运放对压摆率及单位增益带宽的设计要求,从而降低了整体电路的功耗。本文的主要工作包括:根据系统指标要求,选定二阶CIFF结构... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的研究内容及结构
第2章 Sigma-Delta调制器原理
    2.1 模数转换器的基本原理
        2.1.1 采样
        2.1.2 量化
        2.1.3 ADC的分类
        2.1.4 ADC的性能指标
    2.2 Sigma-delta调制器的关键技术
        2.2.1 过采样
        2.2.2 噪声整形
        2.2.3 斩波技术
    2.3 Sigma-delta调制器常见的拓扑结构
        2.3.1 单环1位量化Sigma-delta调制器
        2.3.2 级联Sigma-delta调制器
        2.3.3 一位量化与多位量化
    2.4 本章小结
第3章 Sigma-delta调制器系统设计及建模
    3.1 Sigma-delta调制器理想模型设计
        3.1.1 16 bit Σ-Δ调制器结构选择
        3.1.2 理想模型建模及系统参数确定
    3.2 非理想因素的分析及建模
        3.2.1 电容失配的影响
        3.2.2 开关的非理想性
        3.2.3 运放的非理想特性
        3.2.4 其它非理想因素的影响
        3.2.5 非理想因素综合影响
    3.3 本章小结
第4章 调制器的电路设计
    4.1 双采样开关电容积分器的设计
        4.1.1 带斩波稳定的第一级积分器
        4.1.2 第二级积分器
    4.2 前馈求和比较器
    4.3 时钟产生电路的实现
        4.3.1 主体时序产生电路
        4.3.2 斩波频率产生电路
        4.3.3 比较器触发时序电路
        4.3.4 调制器时序驱动电路
    4.4 版图设计及后仿
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录A 个人简历
附录B 在校期间发表的学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]一个0.9V电源电压16位300μW音频ΣΔ调制器[J]. 苟曦,李怡然,陈建球,许俊,任俊彦.  复旦学报(自然科学版). 2008(06)
[2]一种高性能、低功耗音频ΣΔ调制器[J]. 马绍宇,韩雁,黄小伟,杨立吾.  半导体学报. 2008(10)

博士论文
[1]高精度ΔΣ调制器的高性能优化技术研究[D]. 徐建.浙江大学 2012

硕士论文
[1]一种高精度Sigma-Delta调制器的研究与设计[D]. 张永伟.合肥工业大学 2015
[2]一种用于UHF RFID温度标签的10位CMOS Sigma-Delta ADC设计[D]. 詹勇.电子科技大学 2013
[3]基于音频应用的Sigma-Delta调制解调器设计[D]. 吴桐.哈尔滨理工大学 2013
[4]一种16Bit Sigma-Delta调制器的研究与设计[D]. 许佳婧.吉林大学 2012



本文编号：3697591