當前,高精度Sigma-Delta ADC被廣泛應用在高品質(zhì)音頻,精密儀器儀表設(shè)備,傳感器接口等領(lǐng)域當中。由于高精度Sigma-Delta ADC的采樣頻率需要遠高于工作帶寬,因此當前高精度Sigma-Delta ADC主要用于對中低頻信號（帶寬低于100kHz）進行模數(shù)轉(zhuǎn)換,以便將系統(tǒng)功耗控制在合理范圍。然而隨著科技的進步,越來越多需要對較大帶寬信號進行超高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換的應用場景逐漸出現(xiàn)。鑒于這一趨勢,當前高精度Sigma-Delta ADC的研究方向逐漸側(cè)重于在保證精度與速度的同時降低系統(tǒng)功耗,即提高ADC的能效。由于Sigma-Delta ADC的功耗主要集中于調(diào)制器部分,因此本文將設(shè)計一款高精度高能效的離散時間Sigma-Delta調(diào)制器。本文首先分析并比較了當前主流調(diào)制器系統(tǒng)架構(gòu)的能效水平,并從中選取出最有利于實現(xiàn)高能效的架構(gòu),即前饋型單環(huán)高階多位量化架構(gòu)。其次,本文針對該架構(gòu)的具體實現(xiàn)難點,例如求和電路、反饋DAC失配校正模塊等,提出了相應高能效解決方案的具體電路結(jié)構(gòu)。最后,本文在180 nm CMOS工藝下完成了該款Sigma-Delta調(diào)制器的整體電路設(shè)計與版圖繪制,并... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

990-2018年各類會議/期刊發(fā)表的Sigma-Delta調(diào)制器能效情況[1]

式中的 P 代表 ADC 消耗的功耗，SNDR 代表 ADC 的信噪失真比（以分貝為單位），BW 為 ADC 的有效帶寬。Schreier 優(yōu)值是一個無量綱變量，為簡潔性常使用分貝表示形式。和 Walden 優(yōu)值相比，Schreier 優(yōu)值在高精度場合下并不會有下降趨勢。根據(jù)式（3-2），即使芯片內(nèi)部的熱噪聲在總噪聲源中占主導，若 ADC 的SNDR 下降 6 dB，那么其采樣電容可以降為原來的 1/4，導致 ADC 整體功耗也降為原來的 1/4 左右，Schreier 優(yōu)值可以維持恒定。 圖 3-3 展示了 1997-2020 年期間發(fā)表在 ISSCC 和 VLSI 的各類型 ADC 的等效奈奎斯特頻率與 Schreier 優(yōu)值的關(guān)系[22]。與 Walden 優(yōu)值類似，Schreier 優(yōu)值在高頻段也存在明顯的下降趨勢。

【參考文獻】：
博士論文
[1]高性能音頻Delta-Sigma數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計與優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 趙津晨.浙江大學 2013

碩士論文
[1]高精度離散時間∑-△調(diào)制器的研究與設(shè)計[D]. 李華省.電子科技大學 2014



本文編號：2979438