寬帶低功耗ΣΔ調(diào)制器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、作為聯(lián)系模擬世界和數(shù)字系統(tǒng)的橋梁，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)扮演了重要的角色，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，廣泛應(yīng)用于信息計(jì)算，處理，通訊和各種控制系統(tǒng)。眾多ADC中，∑△ADC(Sigma-Delta ADC)由于采用了過采樣和噪聲整形技術(shù)，能達(dá)到高精度。和其它的ADC相比，∑△ADC降低了對(duì)模擬器件的匹配精度要求，充分利用了數(shù)字高集成度的優(yōu)點(diǎn)，因此非常適合于低中頻高精度領(lǐng)域。近

2、年來數(shù)字通信和便攜式產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)高速高精度低功耗ADC提出的要求與日俱增。
　　 針對(duì)ADSL-CO(asymmetrical digital subscriber line-central-office)線卡中的應(yīng)用，本文設(shè)計(jì)了一種新的寬帶低功耗低失真級(jí)聯(lián)∑△調(diào)制器，該結(jié)構(gòu)取消了傳統(tǒng)MASH結(jié)構(gòu)中的數(shù)字抵消邏輯部分，不再存在數(shù)字部分和模擬部分的失配問題，使得積分器中可以采用低增益的運(yùn)算放大器，而低失真結(jié)構(gòu)減小了積分器的輸出擺

3、幅，抑制了積分器的非理想特性。使用前饋方式優(yōu)化了噪聲傳輸函數(shù)的零點(diǎn)位置，增加了調(diào)制器的動(dòng)態(tài)范圍和穩(wěn)定性，信噪比和未進(jìn)行零點(diǎn)優(yōu)化相比，提高了近10dB。本文定量分析了運(yùn)算放大器的有限增益，單位增益帶寬，擺率，等各個(gè)非理想特性對(duì)積分器建立誤差的影響，并通過建立數(shù)學(xué)模型在MATLAB/SIMULINK下進(jìn)行了行為級(jí)仿真。
　　 根據(jù)建立誤差的分析和行為級(jí)仿真確定了調(diào)制器中各個(gè)模塊電路的參數(shù)，根據(jù)特定環(huán)境設(shè)計(jì)了一款低增益帶AB類輸出級(jí)的

4、運(yùn)算放大器。通過設(shè)計(jì)高速高精度低功耗的比較器實(shí)現(xiàn)了一個(gè)3位FLASHADC，采用一個(gè)新的量化反饋方式取代了子DAC模塊，不會(huì)出現(xiàn)“signal dependence”的諧波失真。數(shù)據(jù)權(quán)重平均技術(shù)(Data WeightedAveraging，DWA)電路抑制了DAC非線性對(duì)調(diào)制器性能的影響。一個(gè)高精度求和加法器完成了低失真結(jié)構(gòu)中輸入信號(hào)和積分器輸出信號(hào)的離散相加。
　　 基于0.35um n-well工藝，使用Cadence S