适用于18位∑ΔADC的MASH 2-2调制器设计

发布时间：2017-09-06 14:04

  本文关键词：适用于18位∑ΔADC的MASH 2-2调制器设计

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【摘要】：模数转换器是将模拟信号转换为数字信号的一种电路系统。模数转换器在数十年的发展中已经有了多种不同的结构,在速度,精度,复杂度上各有优缺点,本文设计所应用的电能计量领域的需求为高精度,低速度,因此选择应用过采样的和噪声整形技术的Sigma-delta吉构ADC。本文研究了Sigma-delta的基本理论,包括噪声整形技术和过采样技术,并在此基础上使用MATLAB软件对Sigma-delta调制器进行系统建模,建立了带有非理想因素的完整的调制器和噪声抵消电路模型,有效位数超过19位,建模仿真效果良好。本文使用CMOS0.18μm工艺设计了2-2MASH结构Sigma-delta调制器的电路原理图,并且完成仿真结果的分析,信噪比111dB,有效位数18位。其中为了对应系统级建模中积分器有增益系数和反馈系数,提出了一种改进型的全差分开关电容积分器结构,此结构可分别调整增益系数和反馈系数。结合了差分比较器和SRAM六管单元设计了一种三级的一位量化器,与时钟同步。提出一种可编程增益放大器的方法,在不设计运算放大器的情况下,运用电容和开关达到可编程增益放大器同样的效果,大大减小了设计难度和增益控制的准确度。
【关键词】：MASH结构 Sigma-delta 过采样 噪声整形 全差分开关电容
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN761;TN792
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 序言8-11
• 1 绪论11-15
• 1.1 论文的研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究及市场产品现状12-13
• 1.3 本文的研究内容与结构安排13-15
• 2 SIGMA-DELTA调制器原理分析15-22
• 2.1 奈奎斯特模数转换器15-16
• 2.2 SIGMA-DELTA模数转换器16-20
• 2.2.1 过采样技术16-18
• 2.2.2 噪声整形技术18-20
• 2.3 SIGMA-DELTA模数转换器的主要性能指标20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 3 SIGMA-DELTA调制器的建模与仿真22-37
• 3.1 理想2-2 MASH SIGMA-DELTA调制器的建模与仿真22-28
• 3.1.1 理想单级2阶调制器22-25
• 3.1.2 理想2-2 MASH阶调制器25-28
• 3.2 2-2MASH调制器中的非理想因素28-33
• 3.2.1 热噪声28-30
• 3.2.2 闪烁噪声30-31
• 3.2.3 时钟抖动31-32
• 3.2.4 开关非线性32
• 3.2.5 积分器非理想特性32-33
• 3.3 实际2-2 MASH SIGA-DELTA调制器的建模与仿真33-35
• 3.4 本章小结35-37
• 4 电路级设计37-56
• 4.1 开关电容积分器37-41
• 4.1.1 基本开关电容积分器结构37-38
• 4.1.2 改进积分器电路38-41
• 4.2 全差分运算放大器41-46
• 4.2.1 运算放大器结构的选取42-45
• 4.2.2 共模反馈45-46
• 4.3 一位量化器及量化器控制46-48
• 4.4 基准源48-49
• 4.5 时钟产生电路49-51
• 4.6 可编程增益放大器51-52
• 4.7 整体调制器电路52-55
• 4.8 本章小结55-56
• 5 结论56-57
• 参考文献57-59
• 作者简历59-61
• 学位论文数据集61

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