發(fā)布時間：2020-12-09 03:10

　　模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)是連接模擬世界與數(shù)字世界的橋梁,將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,在傳感器中扮演著非常重要的角色。多路ADC的應(yīng)用廣泛,如多軸加速度傳感器。然而多路信號在ADC輸入端發(fā)生串?dāng)_,如果在設(shè)計中沒有考慮就會使得ADC的輸出結(jié)果不正確。SAR ADC必須經(jīng)過指定的時鐘周期后輸出有效的數(shù)據(jù),這樣才完成轉(zhuǎn)換操作。因此采用這種運行方式限制了SAR ADC的速度。此外,隨著ADC的位數(shù)增加,ADC內(nèi)部的電容呈指數(shù)增長,電容陣列占用面積太大導(dǎo)致電容失配,這樣限制了SAR ADC的分辨率。為了解決上述問題,本文提出了一種過采樣流水線式的SAR ADC。通過建立串?dāng)_寄生參數(shù)模型來解決信號之間串?dāng)_的問題。對模型進行仿真,得到串?dāng)_幅值與通道之間距離的關(guān)系,根據(jù)給定的串?dāng)_幅值指標(biāo)可以計算出通道之間允許的最小距離,并將此距離作為版圖的設(shè)計規(guī)則。為了提高轉(zhuǎn)換速率,兩個8位SAR ADC采用流水線方式工作,代替了16位SAR ADC的串行工作方式。為了解決分辨率受到限制的問題,設(shè)計的數(shù)字位數(shù)增加模塊使用過采樣技術(shù)將SAR ADC輸出的16位數(shù)字信號擴展到20位。本文的采樣信號頻率為40 kHz,輸入正弦信號... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 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(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

流水線式ADC的系統(tǒng)框圖

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文8較器輸出的N次結(jié)果輸入至緩存器，即ADC完成了對信號的量化編碼工作。圖2-2SARADC原理框圖SARADC使用二進制查找法對采樣電壓進行量化操作，通過逐位控制DAC使其輸出的電壓逐漸逼近采樣電壓。二進制信號從高位到低位依次控制DAC并使其輸出信號Vb，電壓Va和電壓Vb的比較結(jié)果組成的二進制序列即為SARADC的量化編碼信號。SARADC控制算法結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，量化編碼過程從高位到低位依次進行，首先將DAC的最高位置高電平，此時DAC輸出的電壓Vb與電壓Va進行比較，當(dāng)電壓Va>Vb時，ADC輸出的量化編碼最高位為“1”，當(dāng)電壓Va<Vb時，ADC輸出的量化編碼最高位為“0”。然后SAR控制邏輯電路根據(jù)比較器的輸出結(jié)果來控制DAC的輸出。接著開始對次高位進行量化編碼，量化編碼過程與最高位操作一樣，直到對信號的最低位完成量化編碼，經(jīng)過N次比較后輸出N位數(shù)字編碼。SARADC逐位進行編碼工作，每個時鐘周期只編碼一位信號。

第二章多路ADC基礎(chǔ)理論介紹9圖2-3SARADC控制算法結(jié)構(gòu)2.3CIC濾波器2.3.1CIC濾波器原理圖2-4單級CIC濾波器結(jié)構(gòu)CIC濾波器的電路結(jié)構(gòu)簡單，廣泛地運用在數(shù)字信號處理中。單級CIC濾波器的電路結(jié)構(gòu)如圖2-4所示，由一個積分器、一個抽取器和一個微分器組成。電路中使用加法器就能實現(xiàn)濾波器的功能，與其它濾波器相比，占用的硬件資源非常

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]一種過采樣20-bit SAR ADC的研究與設(shè)計[D]. 沈泓翔.電子科技大學(xué) 2018
[2]高速低功耗SAR ADC關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 陳海文.電子科技大學(xué) 2018
[3]10位低功耗SAR結(jié)構(gòu)ADC的研究與設(shè)計[D]. 楊文吒.南京郵電大學(xué) 2017
[4]Sigma-Delta ADC數(shù)字抽取濾波器的設(shè)計與優(yōu)化[D]. 尚文明.電子科技大學(xué) 2013
[5]地震勘探儀器中Sigma Delta AD轉(zhuǎn)換器的設(shè)計[D]. 田佳.山東大學(xué) 2012
[6]16比特低功耗音頻應(yīng)用Sigma-DeltaADC研究[D]. 劉志明.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010



本文編號：2906151