發(fā)布時(shí)間：2020-10-16 11:58

　　 隨著無線通信系統(tǒng)的高速發(fā)展,寬帶、高動態(tài)和低功耗等性能已成為電子系統(tǒng)需求的重點(diǎn)。電子系統(tǒng)智能化、集成化和小型化等特點(diǎn)逐漸突顯。近年來,基于集成電路工藝和設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷進(jìn)步,包含射頻、模擬/混合信號等功能的射頻前端一體化芯片已成為高端集成電路的重要方向。高速、寬帶、大動態(tài)模擬信號采集和數(shù)字信號處理技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。本文首先分析了課題的研究背景和意義,并介紹了當(dāng)前國內(nèi)外連續(xù)時(shí)間Σ-ΔADC的發(fā)展?fàn)顩r。接著,分別介紹了奈奎斯特ADC和過采樣ADC的工作原理,并給出了在離散時(shí)間Σ-Δ調(diào)制器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)連續(xù)時(shí)間Σ-Δ調(diào)制器的理論基礎(chǔ)和數(shù)字抽取濾波器的基本原理。為了滿足前級連續(xù)時(shí)間Σ-Δ調(diào)制器的需求,本文提出了一種寬帶多模數(shù)字抽取濾波器。通過采用不同類型濾波器級聯(lián)結(jié)構(gòu),合理地分配不同級間下采樣因子,有效的簡化了電路實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度,降低了電路實(shí)現(xiàn)時(shí)的面積和功耗。而級間濾波器相互配合,實(shí)現(xiàn)了濾波器的多帶寬、多模式功能。根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo),利用MATLAB完成對數(shù)字抽取濾波器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真。在仿真達(dá)到要求的情況下,使用硬件描述語言完成數(shù)字抽取濾波器的寄存器級代碼設(shè)計(jì),并通過QuartusⅡ調(diào)用Modelsim完成對數(shù)字抽取濾波器硬件實(shí)現(xiàn)的功能驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,數(shù)字抽取濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)滿足設(shè)計(jì)指標(biāo),最后利用DC軟件完成對寄存器級代碼的綜合。本課題采用65nm CMOS工藝,對該濾波器進(jìn)行了后端設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)果表明:所設(shè)計(jì)的多模抽取濾波器工作帶寬的范圍為20MHz~50MHz,當(dāng)工作帶寬為20MHz和50MHz時(shí),有效位數(shù)分別為10.64位和10.48位。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN713
【部分圖文】：

中的濾波器設(shè)計(jì)工具 FD(Filter Designer) ToolBox 分別設(shè)計(jì)滿足作帶寬模式下的 FIR 濾波器。(a) 20MHz 工作帶寬 FIR 濾波器

圖 4.10 抽取濾波器通帶波紋4.3 數(shù)字抽取濾波器的 Simulink 仿真MATLAB 中的 Simulink 平臺是一種可視模塊化的設(shè)計(jì)平臺，區(qū)別于利用函數(shù)設(shè)計(jì)濾波器，Simulink 搭建仿真電路圖不需要編寫復(fù)雜的代碼，只需要調(diào)節(jié)現(xiàn)有模塊的各個(gè)參數(shù)即可完成對電路系統(tǒng)的搭建。搭建抽取濾波器的仿真模型時(shí)，CIC 濾波器使用的是例化在模塊庫當(dāng)中的 CIC 濾波器模塊，CIC 補(bǔ)償濾波器和半帶濾波器都是將 Filter Design 工具中設(shè)計(jì)完成的濾波器輸出到 Simulink 平臺當(dāng)中的。所有模塊都需要設(shè)置工作模式為多速率模式。最終得出的數(shù)字抽取濾波器 Simulink 模型如圖 4.11 所示。

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 4 章 數(shù)字抽取濾波器的設(shè)計(jì)仿真條件如下：濾波器的輸入數(shù)據(jù)使用晶體管搭建的 Σ-Δ 調(diào)制器電路圖產(chǎn)生的仿真數(shù)據(jù)，去除電路瞬態(tài)建立初期產(chǎn)生的數(shù)據(jù)后，20MHz 數(shù)據(jù)共 11250 個(gè)采樣點(diǎn)，50MHz數(shù)據(jù)共 13824 個(gè)采樣點(diǎn)。將輸入數(shù)據(jù)讀入到 MATLAB 工作空間進(jìn)行定點(diǎn)化處理后，再由 Simulink 中讀取工作空間輸入激勵模塊將輸入數(shù)據(jù)送入到抽取濾波器系統(tǒng)中，記輸入信號頻率為fin，輸入數(shù)據(jù)率為 fdata_in。20MHz 模式下 fin為 16MHz，fdata_in為 1280MSPS，下采樣率為 32；50MHz 模式下 fin為 38MHz，fdata_in為 1600MSPS，下采樣率為 16。仿真得出的 20MHz 輸出波形如圖 4.12(a)，50MHz 的輸出波形如圖 4.12(b)。
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張娜;賈和平;;4路多相信號半帶抽取濾波器優(yōu)化實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)[J];無線電工程;2017年05期

2 秦天凱;高清運(yùn);王之光;;高性能數(shù)字抽取濾波器的研究[J];南開大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2017年03期

3 駱麗;李曉玥;曾俊琦;徐子軒;;一種24位Delta-Sigma A/D數(shù)字抽取濾波器設(shè)計(jì)[J];北京交通大學(xué)學(xué)報(bào);2016年05期

4 薛繼華;;一種數(shù)字下變頻器中抽取濾波器鏈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年03期

5 李家會;;抽取濾波器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)[J];兵工自動化;2007年10期

6 楊芳;傅偉廷;秦天凱;高清運(yùn);;高頻數(shù)字抽取濾波器的設(shè)計(jì)[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2017年12期

7 童亞欽;鄭世剛;;一種數(shù)字中頻處理的高倍抽取濾波器設(shè)計(jì)[J];空間電子技術(shù);2016年01期

8 吳塵;徐新洲;王浩;趙力;;基于模擬退火算法的稀疏系數(shù)抽取濾波器設(shè)計(jì)[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年04期

9 王亞磊;張浩;楊亞光;陳立平;;一種基于FPGA的抽取濾波器的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);2013年09期

10 王雷;佘天麗;;多級數(shù)字抽取濾波器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用[J];地質(zhì)裝備;2006年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 孔陽;一種適用于地震勘探儀器的低運(yùn)算量數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 吳塵;低復(fù)雜度數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)理論的研究[D];東南大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 高波;高帶寬連續(xù)時(shí)間Sigma-Delta ADC中抽取濾波器的研究與設(shè)計(jì)[D];重慶郵電大學(xué);2019年

2 王安憶;微功耗高精度Sigma-Delta ADC的設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

3 汪杰;一種應(yīng)用于∑-△ADC的低功耗數(shù)字抽取濾波器設(shè)計(jì)[D];湘潭大學(xué);2018年

4 梅勝坤;基于傳感器節(jié)點(diǎn)的模擬前端中sigma-delta ADC的設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2016年

5 尚文明;Sigma-Delta ADC數(shù)字抽取濾波器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];電子科技大學(xué);2013年

6 李軍威;應(yīng)用于Sigma-Delta ADC的數(shù)字抽取濾波器的設(shè)計(jì)[D];哈爾濱理工大學(xué);2016年

7 胡銀肖;適用于sigma_delta ADC的分辨率可配置數(shù)字抽取濾波器設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2015年

8 程成;一種16位Sigma-Delta ADC中抽取濾波器的研究與設(shè)計(jì)[D];北京交通大學(xué);2014年

9 王雷;多級抽取濾波器在數(shù)字強(qiáng)震儀中的應(yīng)用[D];中國地震局工程力學(xué)研究所;2005年

10 梁向明;Sigma-Delta A/D轉(zhuǎn)換器抽取濾波器設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

本文編號：2843226