發(fā)布時間：2017-11-11 14:16

  本文關(guān)鍵詞：用于計量的高精度Delta-Sigma ADC的設(shè)計

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【摘要】：計量用ADC需要很高的精度，而目前Delta-Sigma是設(shè)計高精度ADC的主要選擇結(jié)構(gòu)。因而采用結(jié)合了過采樣和噪聲整形技術(shù)的Delta-Sigma結(jié)構(gòu)來進行設(shè)計。本文設(shè)計了一個集成了片內(nèi)可編程增益放大器（PGA）和帶隙基準的高精度Delta-Sigma ADC。 本文首先對課題的研究背景做了介紹，然后詳細闡述了Delta-SigmaADC的組成及工作原理。同時，詳細討論了運算放大器有限直流增益、有限帶寬、有限擺率，電容失配，采樣開關(guān)的非零導(dǎo)通電阻，系統(tǒng)死區(qū)，空閑音(idle tone)以及系統(tǒng)穩(wěn)定輸入范圍等非理想因素對系統(tǒng)性能的影響。隨后根據(jù)所要求的指標進行系統(tǒng)級設(shè)計，主要包括Delta-Sigma調(diào)制器的結(jié)構(gòu)選取、調(diào)制器階數(shù)和過采樣率的確定、積分器增益和前饋系數(shù)的確定。設(shè)計出三階單環(huán)前饋一位量化過采樣率為512的Delta-Sigma ADC，采用全差分開關(guān)電容電路實現(xiàn)可編程增益放大器(PGA)、積分器、比較器、加法器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。數(shù)字電路部分采用無符號數(shù)的形式實現(xiàn)數(shù)字降采樣濾波器，并完成分頻器、增益控電路、過載檢測電路、串行接口電路和校準電路的設(shè)計。對設(shè)計的調(diào)制器進行了相應(yīng)的非理想特性的系統(tǒng)級驗證。最后采用GF0.35μm CMOS工藝進行電路設(shè)計和版圖設(shè)計。 版圖后仿真結(jié)果表明，，在19Hz的信號帶寬內(nèi)ADC噪底在-143dB以下，諧波在-110dB以下，模擬部分總功耗為3.777477mW。驗證結(jié)果表明電路性能滿足設(shè)計要求。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN792;TN722

【參考文獻】

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1 楊驍;陳貴燦;程軍;徐曉云;;一種新型級聯(lián)ΣΔ調(diào)制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2008年12期

本文編號：1171742