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《复旦大学》 2002年
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高性能∑△模数转换器设计

易婷  
【摘要】:过采样((ADC采用((调制技术来实现模数转换,非常适合用来实现数字通信系统和信号处理系统中的模拟接口部件。这类模数转换器可充分利用现代VLSI的高速、高集成度的优点,同时避免了元器件失配对A/D转换器精度的限制,已成为实现高精度模数转换的主要技术。 本论文讨论了利用过采样技术来实现模数转换的原理和方法。论文对宽带((调制器的结构和设计技术进行了研究,并就如何优化电路结构、克服电路中存在的非理想特性、提高电路性能作了具体分析,提出了一种用于减小比较器的kickback noise 对并行ADC性能影响的方法。针对两种不同的工艺条件,设计了两种不同结构的700KHz带宽,14位分辨率的((调制器。一种((调制器采用的是2-1-1多位结构,由全差分开关电容电路实现;采样时钟为25MHz,过采样率为16;采用CSMC双层多晶,双层金属,N阱0.6(m CMOS工艺实现;电源电压3.3V,量化器输出范围为2V。仿真结果显示,在时钟频率为25MHz,输入信号频率为244.2KHz时,精度大于14位,功耗约为76 mW。另一种((调制器采用的是2-1-1一位结构,由全差分开关电容电路实现;采样时钟为50MHz,过采样率为32;采用UMC单层多晶,6层金属,N阱0.18(m CMOS工艺实现;电源电压3.3V,量化器输出范围为2V。仿真结果显示,在时钟频率为50MHz,输入信号频率为244.2KHz时,精度大于15位,功耗约为90mW。 ((模数转换器的精度和转换速度由调制器部分决定,而它的面积和功耗则主要由降采样低通滤波器部分决定。论文对降采样低通滤波器的原理和设计技术进行了研究,并就如何优化电路结构、提高电路性能作了具体分析,采用各种技术以节省硬件开销和降低功耗,如提出了一种用于确定各级滤波器的输入输出位数的方法;提出了一种当用CSD码表示量化后的系数,实现移位相加(或减)时,确定加法器位数的方法。最后设计了一个用于14bit 1.5625MHz Nyquist率过采样ADC中的FIR降采样滤波器。仿真结果显示,在考虑了输入信号、乘法系数和算术运算的有限字长效应后,降采样低通滤波器在输入采样频率为50MHz,输出采样频率为1.5625MHz时,它的通带边界频率Fp为700KHz,阻带边界频率Fs为862.5KHz,1KHz频率处的纹波系数为0.0005dB;700KHz频率处的纹波系数为0.013dB,862.5KHz处的衰减为86.1dB,满足了设计要求。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TN79

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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【参考文献】
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6 胡小波;12位40兆采样频率流水线结构模数转换器[D];华中科技大学;2004年
7 彭弢;一种适用于视频处理的模数转换器[D];电子科技大学;2005年
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9 李嘉明;高精度、宽带宽CMOS全差分运算放大器技术研究[D];电子科技大学;2006年
10 俞惠;10位20MS/s嵌入式流水线结构A/D转换器设计[D];华东师范大学;2006年
【同被引文献】
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7 张凤田,唐祯安,余隽,金仁成,高仁璟,江胜峰;微热板式低气压传感器的研制[J];半导体学报;2005年07期
8 陈雷;赵元富;高德远;文武;王宗民;朱小飞;;一种16位音频ΣΔA/D转换器(英文)[J];半导体学报;2006年07期
9 陈建球;任俊彦;许俊;王照钢;李怡然;;一个用于GSM的80dB动态范围Σ-Δ调制器[J];半导体学报;2007年02期
10 曹楹;任腾龙;洪志良;;一种采用斩波稳零技术的16位,96kHz带宽Σ-△ AD转换器(英文)[J];半导体学报;2007年08期
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6 田恒宇;压力连接质量监控系统的研究与开发[D];华南理工大学;2011年
7 赵以诚;一种高性能四阶∑-Δ调制器的设计与分析[D];辽宁大学;2011年
8 杨光;基于DSP的电能质量检测装置的设计[D];西南交通大学;2011年
9 刘占领;高性能Sigma Delta调制器的研究及实现[D];华中科技大学;2009年
10 刘胜康;适用于ΣΔ ADC的数字滤波器的研究及实现[D];华中科技大学;2010年
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10 姜申飞;戴庆元;朱红卫;陈美娜;王冬辉;;0.25μm CMOS工艺10位100MHz流水线型ADC设计[J];半导体技术;2006年11期
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3 陈红卫;吴建辉;;一种新型高速采样保持电路[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
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8 天狼星;质量、速度求平衡[N];中国计算机报;2001年
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6 张睿;时间交叉模数转换器数字校准技术研究[D];合肥工业大学;2012年
7 李金凤;用于单片集成传感器的低功耗模数转换器研究与实现[D];大连理工大学;2010年
8 范明俊;基于先进工艺的低电压低功耗流水线模数转换器研究与设计[D];复旦大学;2010年
9 易婷;高性能∑△模数转换器设计[D];复旦大学;2002年
10 叶凡;多通道时间交织模数转换器的校正与集成电路实现方法研究[D];复旦大学;2010年
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1 朱海帆;探地雷达中数据采集系统的研究与设计[D];电子科技大学;2004年
2 张亮;10位逐次逼近型模数转换器的设计[D];沈阳工业大学;2006年
3 王平;高速折叠插值模数转换器的设计[D];上海交通大学;2009年
4 胡小波;12位40兆采样频率流水线结构模数转换器[D];华中科技大学;2004年
5 王学权;10位流水线结构模数转换器的研究[D];合肥工业大学;2006年
6 夏冰;嵌入式流水线型模数转换器的研究[D];兰州大学;2006年
7 叶鹏;面向卫星导航接收机应用的时钟源与模数转换器芯片设计[D];电子科技大学;2009年
8 刘文文;六位半数字多用表VXI模块的研制[D];哈尔滨理工大学;2004年
9 彭弢;一种适用于视频处理的模数转换器[D];电子科技大学;2005年
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