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ΣΔAD转换器改进及后端设计

Form: 论文之家作者：何欣 Publish: 2007-11-13 Hits:-

【中文题名】

ΣΔAD转换器改进及后端设计

【英文题名】

ΣΔAD Converter's Improvement and Its Latter-stage Design

【学科专业】

电子与通信工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-11-13

【中关键词】

∑△AD,转换器,抽取滤波器,∑△调制器,,

【英关键词】

Sigma-Delta,AD,Converters,Decimation Filter,Sigma-Delta modulator,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>电子数字计算机（不连续作用电子计算机）>信息转换及其设备>

【论文摘要】

∑△AD转换器是一种低速、高精度的过采样AD转换器,主要应用于音频和部分视频频段的信号处理。目前业界最高带宽24位工业用ADC为TI推出的ADS1271。∑△AD转换器中,虽然模拟调制器部分决定了AD转换器的设计精度以及转换速率,但数字抽取滤波器很大程度上决定了AD或DA转换器的速率、功耗和面积。此外,数字抽取滤波器阶数和滤波器系数一般是固定的,因此输出位数也固定,从而使得针对于某一特定设计精度的调制器,需设计特定的滤波器与之相匹配。本文针对抽取滤波器的特点,以用于远程监控的医疗设备中针对语音信号处理的SOC中的∑△AD转换器为研究对象,并根据已经实现(已流片)的三阶、128倍过采样、级联开关电容结构、14bit∑△调制器为设计背景,设计了一个阶数和输出位数可调节的数字抽取滤波器。该滤波器设计的阶数、系数和输出位数均由外部控制信号决定,可根据输入信号信号噪声比的不同,选择合适的滤波器阶数、系数和输出位数相匹配。本滤波器设计可以作为ASIC库的标准单元模块反复使用,或用于输入精度不确定的调制器测试中。设计采用0.18μm标准CMOS工艺,芯片面积1.48×1.48mm2,可实现对输入信噪比在...

【论文题纲】

摘要	3-5
Abstract	5-9
第1章引言	9-23
1.1 选题意义与背景	9-10
1.2 文献综述	10-21
1.2.1 AD 转换器概述	10-13
1.2.2 ∑△AD 转换器概述	13-17
1.2.3 滤波器概述	17-21
1.3 设计流程	21-22
1.4 论文主要结构	22-23
第2 章 Σ△AD 转换器概述	23-39
2.1 AD 转换器性能指标和参数定义	23-27
2.1.1 静态指标	23-25
2.1.2 动态指标	25-27
2.2 Σ△ 调制器	27-35
2.2.1 增量调制原理	27-28
2.2.2 调制解调原理	28-29
2.2.3 过采样技术	29-31
2.2.4 噪声整形技术	31-35
2.3 抽取滤波器	35-39
2.3.1 抽取滤波器的功能	35-36
2.3.2 抽取滤波器工作原理及实现	36-39
第3 章后端数字滤波器设计及实现	39-72
3.1 设计要求	39
3.2 系统结构	39-40
3.3 第一级SINCK滤波器结构选择及VLSI 实现	40-47
3.3.1 并行结构Sinck 滤波器	40-42
3.3.2 串行结构Sinck 滤波器	42-47
3.4 第二级滤波器结构选择及VLSI 实现	47-59
3.4.1 方案选择	48
3.4.2 半带滤波器设计方法	48-59
3.5 抽取滤波器系统的VLSI 实现	59-60
3.6 滤波器系统仿真结果分析	60-64
3.6.1 单级仿真结果分析	60-63
3.6.2 整体仿真结果分析	63-64
3.7 抽取滤波器后端设计及结果分析	64-72
3.7.1 DC 综合及综合报告分析	64-67
3.7.2 布局布线	67-71
3.7.3 全局后仿真及结果分析	71-72
第4 章 Σ△AD 调制器芯片的测试及其结果分析	72-85
4.1 芯片简介	72-75
4.2 芯片测试方法	75-77
4.2.1 单元测试	75-76
4.2.2 调制器部分	76-77
4.3 芯片各部分测试结果分析	77-84
4.3.1 时钟测试	77-78
4.3.2 OTA 输出检测	78-79
4.3.3 测试芯片的比较器部分	79-80
4.3.4 测试芯片的数字调制码输出	80-84
4.3.5 其他电学参数	84
4.4 小结	84-85
第5 章 Σ△AD 调制器设计改进方案研究	85-95
5.1 对前端调制器电路重新仿真及分析	85-88
5.2 TH200412 芯片设计改进的几个方向	88-95
5.2.1 调制器模块电压改变对系统性能的影响	88-90
5.2.2 OTA 参考电压改进方案	90-91
5.2.3 前端调制器电路参数改进方案	91-95
第6 章总结与展望	95-96
6.1 论文主要工作	95
6.2 后续工作展望	95-96
参考文献	96-98
致谢	98-99
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果	99

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.364695



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