2-1 MASH架構Sigma-delta調(diào)制器的設計
發(fā)布時間：2020-12-08 16:56
隨著數(shù)字處理技術的發(fā)展,對模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）提出了更高的要求。Sigmadelta ADC能提供高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,已經(jīng)應用于各個方面,如:音視頻、射頻等。本文研究應用于音頻領域的高精度Sigma-delta ADC。Sigma-delta ADC可以分為模擬調(diào)制器和數(shù)字抽取濾波器兩個部分。本文在研究Sigma-delta ADC基本原理的基礎上,首先完成了調(diào)制器的系統(tǒng)設計。調(diào)制器的系統(tǒng)架構采用MASH 2-1結(jié)構,由于MASH架構調(diào)制器存在噪聲泄露的問題,所以令第一級調(diào)制器的階數(shù)為二階并采取多位量化。為了確保每一級積分器不過載,計算出一組全新的調(diào)制器系數(shù),有效的提高了輸入動態(tài)范圍。相比于其它傳統(tǒng)的調(diào)制器,本文在設計調(diào)制器電路的時候,采取了以下技術來提高調(diào)制器的性能。通過采用自舉開關,降低了由于開關導通電阻非線性導致的諧波失真。在第一級運放中設計了斬波電路濾除運放的低頻閃爍噪聲以及失調(diào)噪聲。對于多位DAC中電容陣列不匹配導致的非線性,采用DWA校正算法,提高了其線性度。數(shù)字抽取濾波器可以將調(diào)制器的過采樣率恢復到奈奎斯特采樣率,同時還能濾除信號帶外的量化噪聲能量。本文最后采用級聯(lián)的方法...
【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
ADC基本結(jié)構
華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文1 1Y (z ) X (z )z E (z )(1 z) (2-8)將 Y(z)的輸出分為兩個部分：把輸入信號分量 ( )的系數(shù)稱為信號傳遞函數(shù)（Signal Transfer Function,STF）,而把量化噪聲分量 ( )的系數(shù)稱為噪聲傳遞函數(shù)(NoiseTransfer Function,NTF)。分析 STF 可以發(fā)現(xiàn)，輸入信號 ( )僅僅只是經(jīng)過了一個單位時鐘的延遲后輸出，輸入信號本身并不發(fā)生改變。而量化噪聲則經(jīng)過了一階高通濾波。圖 2.5 給出了 NTF 的頻率響應示意圖，可以看到低頻時幅度響應小，相當于抑制帶內(nèi)量化噪聲，高頻處幅度響應大，相當于將噪聲能量從低頻推往高頻處，這樣的噪聲處理方式稱為噪聲整形。
圖 2.6 二階調(diào)制器線性模型器類似，計算二階調(diào)制器的傳遞函數(shù)可得：2 1 2Y ( z ) X ( z )z E ( z )(1 z) 遞函數(shù)STF(z) = z ，噪聲傳遞函數(shù)NTF(z) = (1 z ) 。經(jīng)過兩個周期的延時，而對量化噪聲來說則相當于經(jīng)過了直觀的得出結(jié)論，隨著調(diào)制器階數(shù)的提高，噪聲整形的效位量化時 L 階調(diào)制器的帶內(nèi)噪聲能量以及 SNR：2 22(2( ) ( )12 (2 1)WWLBL order E B S f NTF z dfL OSR (2 1)23 (2 1)2LL order LL OSRSNR 以看出，提高階數(shù) L 以及過采樣率 OSR 都可以提高調(diào)制
【參考文獻】：
期刊論文
[1]改進型折疊式共源共柵運算放大器電路的設計[J]. 殷萬君,白天蕊. 現(xiàn)代電子技術. 2012(20)
博士論文
[1]高性能sigma-delta ADC的設計與研究[D]. 李迪.西安電子科技大學 2010
[2]高精度sigma-delta ADC的研究與設計[D]. 吳笑峰.西安電子科技大學 2009
碩士論文
[1]高速高精度采樣保持電路的研究與設計[D]. 單劉偉.合肥工業(yè)大學 2016
[2]適用于Sigma-Delta ADC的512倍數(shù)字抽取濾波器的設計與研究[D]. 陳小梅.華中科技大學 2015
[3]MASH結(jié)構Sigma-Delta調(diào)制器的設計[D]. 孫冠男.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[4]應用于Sigma-Delta ADC中可變抽取率數(shù)字濾波器的研究與設計[D]. 李晶.華中科技大學 2008
[5]Sigma-Delta ADC中抽取濾波器的研究與實現(xiàn)[D]. 蔡友.浙江大學 2007
本文編號：2905374
【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
ADC基本結(jié)構
華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文1 1Y (z ) X (z )z E (z )(1 z) (2-8)將 Y(z)的輸出分為兩個部分：把輸入信號分量 ( )的系數(shù)稱為信號傳遞函數(shù)（Signal Transfer Function,STF）,而把量化噪聲分量 ( )的系數(shù)稱為噪聲傳遞函數(shù)(NoiseTransfer Function,NTF)。分析 STF 可以發(fā)現(xiàn)，輸入信號 ( )僅僅只是經(jīng)過了一個單位時鐘的延遲后輸出，輸入信號本身并不發(fā)生改變。而量化噪聲則經(jīng)過了一階高通濾波。圖 2.5 給出了 NTF 的頻率響應示意圖，可以看到低頻時幅度響應小，相當于抑制帶內(nèi)量化噪聲，高頻處幅度響應大，相當于將噪聲能量從低頻推往高頻處，這樣的噪聲處理方式稱為噪聲整形。
圖 2.6 二階調(diào)制器線性模型器類似，計算二階調(diào)制器的傳遞函數(shù)可得：2 1 2Y ( z ) X ( z )z E ( z )(1 z) 遞函數(shù)STF(z) = z ，噪聲傳遞函數(shù)NTF(z) = (1 z ) 。經(jīng)過兩個周期的延時，而對量化噪聲來說則相當于經(jīng)過了直觀的得出結(jié)論，隨著調(diào)制器階數(shù)的提高，噪聲整形的效位量化時 L 階調(diào)制器的帶內(nèi)噪聲能量以及 SNR：2 22(2( ) ( )12 (2 1)WWLBL order E B S f NTF z dfL OSR (2 1)23 (2 1)2LL order LL OSRSNR 以看出，提高階數(shù) L 以及過采樣率 OSR 都可以提高調(diào)制
【參考文獻】：
期刊論文
[1]改進型折疊式共源共柵運算放大器電路的設計[J]. 殷萬君,白天蕊. 現(xiàn)代電子技術. 2012(20)
博士論文
[1]高性能sigma-delta ADC的設計與研究[D]. 李迪.西安電子科技大學 2010
[2]高精度sigma-delta ADC的研究與設計[D]. 吳笑峰.西安電子科技大學 2009
碩士論文
[1]高速高精度采樣保持電路的研究與設計[D]. 單劉偉.合肥工業(yè)大學 2016
[2]適用于Sigma-Delta ADC的512倍數(shù)字抽取濾波器的設計與研究[D]. 陳小梅.華中科技大學 2015
[3]MASH結(jié)構Sigma-Delta調(diào)制器的設計[D]. 孫冠男.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[4]應用于Sigma-Delta ADC中可變抽取率數(shù)字濾波器的研究與設計[D]. 李晶.華中科技大學 2008
[5]Sigma-Delta ADC中抽取濾波器的研究與實現(xiàn)[D]. 蔡友.浙江大學 2007
本文編號：2905374
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