离散时间∑△调制器的设计

发布时间：2018-03-16 05:25

  本文选题：高精度　切入点：离散时间∑△调制器　出处：《东南大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：光通信中激光器的性能随温度的变化很大,需要高精度的模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)对激光器的温度进行实时监测。Sigma Delta ADC(∑A ADC)由于采用过采样技术、噪声整形技术和降采样数字抽取滤波技术,因此可以实现较高精度的模数转换,同时∑△ADC是一种易于集成、整体性能优越、对模拟器件匹配度要求较低的模数转换器,所以近年来得到了迅速的发展。本论文基于激光器监测系统对ADC的高精度要求,设计了一款14bits的离散时间∑A调制器。首先对离散时间∑△调制器的工作原理进行了深入分析,对一阶、二阶以及高阶离散时间∑△调制器进行了研究。接着结合设计指标要求,设计了一款三阶一位量化CIFF(Cascade-of-Intergrators FeedForward)结构的离散时间∑A调制器。利用Toolbox工具箱在Simulink软件下对离散时间∑△调制器进行了行为级建模,并且通过Simulink软件对调制器的时钟抖动、采样开关噪声以及运算放大器的输入等效噪声、有限增益、有限带宽和压摆率等非理想因素进行了分析与建模,确定了运算放大器的有限增益、有限带宽和摆率的大致范围。完成了系统行为级建模之后,采用TSMC 0.18μm CMOS工艺在Spectre软件下进行了电路设计。论文采用开关电容积分器,满足了离散时间∑△调制器对积分器的要求。量化器采用一位量化,具有天然的线性度。调制器电路前仿真结果表明,电路能够满足设计指标要求,系统工作稳定。最后基于TSMC0.18μmCMOS工艺完成了离散时间∑△调制器的版图,版图总面积为680×445μm2。仿真设置电源电压为3.3V,时钟频率为2MHz,输入信号频率为3.66211kHz,信号幅度为1.1V,系统后仿真得到的有效位数为15.66bits,整个调制器的功耗仅有1.8mW,仿真结果表明本设计完成的离散时间∑△调制器满足设计要求。
[Abstract]:The performance of laser in optical communication varies greatly with temperature. It is necessary to monitor the temperature of laser with high precision A / D converter Analog to Digital converter ADC.Sigma Delta ADCA DCA (鈭，

本文编号：1618534