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《华中科技大学》 2008年
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应用于Sigma-Delta ADC中可变抽取率数字滤波器的研究与设计

李晶  
【摘要】: Sigma-Delta ADC是一种低速,高精度的过采样模数转换器,由于这类模数转换器可充分利用现代VLSI技术高速、高集成度的优点,又可以避免模拟元器件失配对传统Nyquist率ADC精度的限制,因此它已广泛的应用于信号采集和处理、数字通信、自动检测、自动控制和多媒体技术等领域。目前业界Sigma-Delta ADC最高实现精度已达到24位。 在Sigma-Delta ADC中,尽管调制器部分决定了ADC的转换精度和转换速率,但整个芯片的面积和功耗却是由滤波器部分来决定的。本文对抽取滤波器的工作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,采用多种技术以节省硬件开销和降低功耗。此外,在给定的过采样频率下,如果固定了滤波器的阶数和系数,那么也就固定了该ADC输入信号的带宽和最终输出精度,从而限定了其应用范围,造成了设计时间和资源上的浪费。 基于以上考虑,本文以用于无线传感器网络节点芯片中的Sigma-Delta ADC为研究对象,提出了一种可变抽取率数字滤波器的设计方案。在本设计中,ADC过采样频率为4 MHz,其输入信号有四种不同的带宽:3 k、7 k、15 k、31 k。对于不同带宽的输入信号,通过外部的控制电路,对滤波器的阶数和系数进行选择,从而得到四种不同的输出精度:14 bit、12 bit、10 bit、8 bit。 整个设计过程经历了Matlab系统级仿真,滤波器RTL级代码的编写,并用调制器的输出作为激励在Modelsim中完成了对代码的验证仿真,然后,采用华虹NEC 0.25μm工艺库进行了综合,并对综合后的滤波器门级网表进行了时序验证和功能验证,最后完成了布局布线,提交了电路版图。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN713

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 尹帅;数字辅助流水线ADC关键单元设计[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 肖衍;Sigma-Delta调制器数字后处理电路的设计[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 栗晶晶;一种适用于地震勘探仪器的数字滤波器的设计[D];苏州大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【共引文献】
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7 张冠英;基于A型的剩余电流智能保护技术研究[D];河北工业大学;2011年
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10 李泽;微波光子信号处理中若干关键问题的研究[D];浙江大学;2012年
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1 高鹏;基于DSP的WiMAX自适应调制解调器的设计[D];山东科技大学;2010年
2 陈万里;基于无线传感器网络的监测系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 金光;EPIRB检测仪技术方案设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王忠宝;无源RFID温度传感芯片模拟前端设计[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 肖平;基于DM642的“行人”语义提取及应用[D];湘潭大学;2010年
6 居大鹏;大功率LED驱动器的研究与设计[D];苏州大学;2010年
7 张林林;基于DSP实现的语音联合降噪方法的研究[D];河南理工大学;2010年
8 王菲;UM2000轨道电路信号的解码算法研究[D];中国铁道科学研究院;2010年
9 唐新灿;基于DSP的数字音效处理器设计及实现[D];华南理工大学;2010年
10 张尔东;音叉式石英微陀螺CMOS集成检测电路设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 于红玉;张旭;苏金霏;王宁宇;;滤波言语测听词表的实现[J];北京生物医学工程;2006年04期
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3 毕占坤 ,吴伶锡;FIR数字滤波器分布式算法的原理及FPGA实现[J];电子技术应用;2004年07期
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5 杨大柱;;MATLAB环境下FIR滤波器的设计与仿真[J];电子技术应用;2006年09期
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1 孔阳;一种适用于地震勘探仪器的低运算量数字滤波器的设计与研究[D];中国科学技术大学;2011年
2 程剑平;带通Σ-Δ调制器的研究和设计[D];东南大学;2006年
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1 冯娟;某雷达数字中频接收机研究与设计[D];南京理工大学;2011年
2 司潭潭;软件无线电数字下变频技术的研究与实现[D];西南交通大学;2011年
3 邓黠;SDH测控网IP信息处理技术研究[D];国防科学技术大学;2003年
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6 郭先清;三阶级联Sigma-Delta调制器设计[D];厦门大学;2006年
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8 蔡友;Sigma-Delta ADC中抽取滤波器的研究与实现[D];浙江大学;2007年
9 高雪莲;一种基于SAR ADC的低功耗动态比较器研究[D];北京交通大学;2008年
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