發(fā)布時(shí)間：2024-06-10 20:29

　　隨著數(shù)字信號(hào)處理和集成電路的發(fā)展,高精度的A/D轉(zhuǎn)換器在現(xiàn)代數(shù)字處理和數(shù)字通信系統(tǒng)中有著重要的地位,在溫度監(jiān)控、精密儀表測(cè)量等信號(hào)處理系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。 本文設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用于溫度監(jiān)控的24位高精度Delta-Sigma A/D轉(zhuǎn)換器,電路實(shí)現(xiàn)采用SMIC0.18umCMOS工藝。本文主要內(nèi)容包括： 1、分析和研究了常見A/D轉(zhuǎn)換器的類型和各自優(yōu)缺點(diǎn),以及主要技術(shù)指標(biāo)。確定了設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換器的類型為Delta-Sigma,對(duì)其加以重點(diǎn)分析,并確定了設(shè)計(jì)指標(biāo)。 2、通過(guò)理論分析,確定了調(diào)制器的階數(shù)和過(guò)采樣因子以及數(shù)字抽取濾波器的類型;通過(guò)Matlab對(duì)理想模型的系統(tǒng)仿真,確定了調(diào)制器和數(shù)字抽取濾波器的結(jié)構(gòu)。對(duì)調(diào)制器中的非理想因素進(jìn)行大量仿真,確定合理的非理想?yún)��?shù)。對(duì)Delta-Sigma A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行系統(tǒng)仿真,得到有效位數(shù)為25.30位。 3、調(diào)制器模塊設(shè)電路設(shè)計(jì)包括運(yùn)算放大器、動(dòng)態(tài)比較器和積分器等,運(yùn)算放大器加入了補(bǔ)償電容和電阻來(lái)保證穩(wěn)定性,動(dòng)態(tài)比較器加入了RS觸發(fā)器,用來(lái)保證輸出的合理性。并對(duì)晶體管級(jí)電路進(jìn)行仿真和Matlab功率譜密度分析,得到其有效位數(shù)是23.56位;對(duì)數(shù)...

【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景和意義
    1.2 Delta-Sigma A/D轉(zhuǎn)換器的發(fā)展
    1.3 論文的主要工作
    1.4 本文的主要結(jié)構(gòu)安排
2 Delta-Sigma A/D轉(zhuǎn)換器技術(shù)基礎(chǔ)
    2.1 A/D轉(zhuǎn)換器類型
        2.1.1 并行比較A/D轉(zhuǎn)換器
        2.1.2 逐次逼近型(SAR)A/D轉(zhuǎn)換器
        2.1.3 積分型A/D轉(zhuǎn)換器
        2.1.4 流水線型(Pipeline)A/D轉(zhuǎn)換器
        2.1.5 Delta-Sigma A/D轉(zhuǎn)換器
    2.2 Delta-Sigma A/D轉(zhuǎn)換器原理和關(guān)鍵技術(shù)
        2.2.1 Delta-Sigma A/D調(diào)制器原理
        2.2.2 過(guò)采樣技術(shù)
        2.2.3 噪聲整形技術(shù)
        2.2.4 數(shù)字抽取濾波器
    2.3 A/D轉(zhuǎn)換器性能指標(biāo)
        2.3.1 量化誤差(Quantization error)
        2.3.2 靜態(tài)特性
        2.3.3 動(dòng)態(tài)特性
    2.4 本章小結(jié)
3 Delta-Sigma A/D轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 Delta-Sigma A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)指標(biāo)
    3.2 Delta-Sigma調(diào)制器系統(tǒng)仿真
        3.2.1 調(diào)制器階數(shù)和過(guò)采樣因子(OSR)的確定
        3.2.2 調(diào)制器結(jié)構(gòu)確定
        3.2.3 調(diào)制器系數(shù)確定
        3.2.4 調(diào)制器理想模型系統(tǒng)建模與仿真
        3.2.5 調(diào)制器中的非理想因素建模與仿真
    3.3 數(shù)字抽取濾波器系統(tǒng)建模
        3.3.1 級(jí)聯(lián)積分梳狀(CIC)濾波器
        3.3.2 CIC補(bǔ)償濾波器
        3.3.3 半帶濾波器
    3.4 Delta-Sigma A/D轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)仿真
    3.5 本章小結(jié)
4 Delta-Sigma A/D轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 模擬調(diào)制器整體電路設(shè)計(jì)和仿真
        4.1.1 運(yùn)算放大器電路
        4.1.2 動(dòng)態(tài)比較器
        4.1.3 積分器
        4.1.4 調(diào)制器電路仿真
    4.2 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)和仿真
        4.2.1 級(jí)聯(lián)積分梳狀(CIC)濾波器設(shè)計(jì)
        4.2.2 CIC補(bǔ)償濾波器設(shè)計(jì)
        4.2.3 半帶濾波器的設(shè)計(jì)
        4.2.4 數(shù)字濾波器功能仿真
    4.3 本章小結(jié)
5 Delta-Sigma A/D轉(zhuǎn)換器版圖設(shè)計(jì)
    5.1 調(diào)制器版圖設(shè)計(jì)
        5.1.1 版圖設(shè)計(jì)規(guī)則
        5.1.2 調(diào)制器版圖設(shè)計(jì)
        5.1.3 調(diào)制器后仿真
    5.2 數(shù)字抽取濾波器版圖設(shè)計(jì)
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 論文工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3991863