【摘要】：高速高精度調(diào)制器是超高速超帶寬通信系統(tǒng)中必不可少的組成部分,但是對于當前的通信系統(tǒng)如超寬帶通信系統(tǒng)、正交頻分復用系統(tǒng)、5G毫米波通信系統(tǒng)等都存在采樣速率過高而難以實現(xiàn)和噪聲整形方式無法滿足系統(tǒng)要求等問題。因此,研究以∑△調(diào)制器為核心的調(diào)制器為打破無線通信系統(tǒng)發(fā)展的局限性提供了新的有效方案。本文研究多級噪聲整形(Multistage noise Shaping,MASH)結構Σ△調(diào)制器的基本理論,在低過采樣率的情況下,應用噪聲整形技術對原有的傳統(tǒng)兩級MASH結構進行相應的改進,分別提出了三種量化噪聲整形效果更好的兩級MASH拓撲結構。首先,通過對傳統(tǒng)兩級MASH結構的研究,提出了一種改進的兩級MASH結構。新的兩級MASH結構不僅對提取第一級量化噪聲的方式進行了改進,又在第二級結構中引入兩階前饋。最后的輸出信號是將提取的第一級噪聲作為第二級的輸入信號并最終被消除,而對第二級的量化噪聲進行了四階整形。在減少了總體硬件成本和實施的難度下,達到了更好的噪聲整形效果。其次,研究了具有級間反饋的兩級MASH結構調(diào)制器和低失真結構。消除了低失真結構中的有源加法器,并應用于帶有級間反饋的兩級MASH結構調(diào)制器中,所提出的結構僅通過使用改進的低失真結構和一個額外的模擬路徑實現(xiàn)了比傳統(tǒng)MASH結構調(diào)制器更高一階的噪聲整形效果。因此,同樣可以利用最小的額外電路,實現(xiàn)更高的信噪比。最后,提出了帶有模擬噪聲耦合的MASH結構調(diào)制器,所提出的MASH結構調(diào)制器通過將第二級的量化噪聲經(jīng)過時延單元后反饋到第二級量化器的輸入端。因此,量化器的輸出包含調(diào)制器第二級的輸入信號和具有一階整形效果的第二級量化噪聲。這樣提高量化噪聲整形的效果并且不影響環(huán)路的穩(wěn)定性。本文主要詳細介紹了三種調(diào)制器的改進效果,對改進前后的結構進行理論的推導,使用MATLAB的simulink模塊對其進行模擬仿真,仿真結果同樣也說明了三種改進結構具有更高的量化噪聲整形功能和量化信噪比。
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN761
【圖文】：

逡逑２．１．１采樣逡逑系統(tǒng)的采樣過程可見圖２－１，在采樣之前，信號的幅值和時間都是連續(xù)的，逡逑通過采樣處理之后，幅值依舊連續(xù)，時間呈散點分布。根據(jù)不同的采樣頻率和寬逡逑帶，可以將信號分為奈奎斯特采樣，欠采樣，以及過采樣這三種形式。假設在采逡逑樣過程中，采樣頻率和信號的輸入頻率分別為NB和兌。如果兩者之間的關系為逡逑又＜２．／５時，說明當前的采樣狀態(tài)為欠采樣。如果／；邋＝邋２＿．八，則這種采樣模式逡逑為之前說到的奈奎斯特采樣。如果NB．＞邋２．／ｓ，即為過采樣，當處于這種采樣模逡逑式下，我們將，與２．尤的比值稱作是過采樣率（Ｏｖｅｒｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅ，ＯＳＲ）。相逡逑比于奈奎斯特采樣，在過采樣模式下，采樣信號寬帶內(nèi)的噪聲會降低很多，這部逡逑分內(nèi)容將會在接下來進行詳細的說明。根據(jù)奈奎斯特采樣定理

逑２．１．２量化逡逑采集到信號之后，量化器會將其進行幅值上的離散化，結果可見圖２－２。在逡逑此過程中，要將調(diào)制器中量化器的動態(tài)范圍分為規(guī)定數(shù)目的量化間隔，并將間隔逡逑記為Ａ，量化之后的間隔是相等的，用給定的模擬幅度來表示量化后的間隔。采逡逑樣數(shù)據(jù)信號的不同，量化器對其分割的間隔也是不同的，在Ｍ化過程中，原信號逡逑與量化之后的信號之間，會存在一定的誤差，我們將其用＼表示。逡逑ｘ｛ｎｔ）邐ｘ｛ｎｔ）逡逑0邋Ｑ邐８邐０＾？NB逡逑量化邋７邋Ａ逡逑？｜邋｜邐＝＝＾＞邋＾邋ｆ；邋｜邋ｊｌｆ邋；＞－逡逑…丨丨．丨邋ｉ邋ｉ邋＞ｔ邐１１邋：邐！邋＞ｒ逡逑（ａ）離散時間信號邐（ｂ）離散時間信號逡逑圖２－２量化過程信號的變化圖逡逑在量化過程中，誤差＆是不可避免的，我們可以將其看作是量化噪聲，其逡逑．邐大小與量化器之間的間隔有關。通過分析可知，＇的大小在－Ａ／２到Ａ／２之間。逡逑其中一個Ｍｂｉｔ的量化器Ａ邋＝邋Ｊ＾／（２＂－ｌ），其中量化器的最大動態(tài)范圍用｝＾表逡逑示。誤差＼的大小

２．２１：△調(diào)制器的理論逡逑２．２．１邋Ｚ邋Ａ模數(shù)轉換器的原理與結構逡逑圖２－３是２：ＡＡＤＣ結構圖。和奈奎斯特型調(diào)制器比較而言，Ｚ△調(diào)制器的采逡逑樣頻率遠大于轉換信號的奈奎斯特頻率，此外，Ｉ：△調(diào)制和脈沖編碼調(diào)制也有很逡逑大差別，Ｉ；△調(diào)制是將采樣之后形成的前一量值減去后一量值，然后將產(chǎn)生的差逡逑值加以量化編碼，這樣的量化編碼也能夠看成是依照信號波形包絡加以得到逡逑［３２－３４］0逡逑（１）

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本文編號：2758371