發(fā)布時(shí)間：2020-11-07 11:45

　　 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)是用來將自然界中的溫度、聲音、壓力等模擬信號(hào),轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的器件。對(duì)于流水線ADC來說,因其兼顧高速度,高精度以及低功耗等優(yōu)點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用在無線通信系統(tǒng),視頻成像系統(tǒng),有源相控陣?yán)走_(dá)等領(lǐng)域中,逐漸成為了研究的熱點(diǎn)。隨著CMOS工藝技術(shù)的發(fā)展,通過復(fù)雜的模擬電路來補(bǔ)償流水線ADC的誤差已變得越來越困難。而采用數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù)不僅減小流水線ADC的設(shè)計(jì)面積,降低功耗等,而且也降低了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性以及難度。數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù)已經(jīng)成為提升流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作性能的新手段新技術(shù)。本文先對(duì)流水線ADC工作的原理進(jìn)行介紹,并研究分析存在于流水線ADC中的誤差對(duì)ADC性能的影響。利用MDAC的傳遞函數(shù)介紹了基于LMS算法校準(zhǔn)流水線ADC的基本原理,之后在Matlab/Simulink平臺(tái)上建立校準(zhǔn)模型,并驗(yàn)證模型有效性。其次,為了更好的解決LMS算法收斂速度和精度之間的矛盾,本文還進(jìn)行了基于符號(hào)變步長的LMS算法的研究,從Matlab仿真的結(jié)果上可以看出,在輸入相同的情況下,變步長算法校準(zhǔn)后的流水線ADC,無雜散動(dòng)態(tài)范圍由46.32dB提升到82.77dB,有效位則由7.32位提高到11.52位,同時(shí)變步長算法的迭代次數(shù)明顯減少,校準(zhǔn)時(shí)間縮短。之后確定了變步長校準(zhǔn)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案。通過采用自頂向下的方式將對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后,在Xilinx Virtex-5 ML507開發(fā)板上搭建系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái)。同時(shí)對(duì)校準(zhǔn)系統(tǒng)的數(shù)字硬件電路進(jìn)行了優(yōu)化。在相同輸入的情況下,符號(hào)變步長LMS算法校準(zhǔn)后的流水線ADC,無雜散動(dòng)態(tài)范圍由46.32dB提升到80.79dB,有效位則由7.32位提高到11.02位。結(jié)果表明,經(jīng)過符號(hào)變步長算法的校準(zhǔn),流水線ADC擁有更好的性能。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN79
【部分圖文】：

(SINAD)是衡量 ADC 抑制噪聲能量和諧波失真的具體體現(xiàn)，整體動(dòng)態(tài)性能。()20lgnoisedistortionsignalRMSRMSSINAD 失真(THD)指輸出信號(hào)比輸入信號(hào)多出的諧波成分，即所有附總諧波失真。signalrmsHDrmsHDrmsHDnrmsTotalsignalVVVVRMSRMSTHD,2,3,,()20lg 數(shù)(ENOB)是信納比的直觀表示，將信噪失真比轉(zhuǎn)換為等效的6.02SINAD1. 76dBENOB 動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)是指基波強(qiáng)度與最大雜波或者諧波強(qiáng)度的比[

(a)理想傳輸曲線 (b)失調(diào)后傳輸曲線圖 2.9 流水線 ADC 傳輸曲線圖如今流水線 ADC 中采用冗余編碼的方法，采用 1.5bit/stage 的流水線 ADC 子級(jí)比較器的容差能力，理論上使流水線 ADC 能力達(dá)到±0.25Vref。這樣就一定程度上減輕了流水線 ADC ADC 的設(shè)計(jì)壓力。4. 運(yùn)放有限寬帶和建立時(shí)間在理想的情況下，運(yùn)算放大器輸出的建立時(shí)間看作為零，也有無限大的帶寬。然而實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn)放的有限帶寬，其輸為 0。不僅如此，運(yùn)放輸出的轉(zhuǎn)換率的有限性也限制了運(yùn)算放大 2.10 所示。

碩士學(xué)位論文 第 2 章 流水線 ADC 誤差這個(gè)電路用一個(gè)功能模塊來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)模塊稱作乘法數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC 也是流水線的核心模塊，其誤差大大的影響整個(gè)流水線 ADC用的 MDAC 實(shí)現(xiàn)方式主要有電容翻轉(zhuǎn)式和電容非翻轉(zhuǎn)式這兩種。析 1.5bit/stage 的結(jié)構(gòu)舉例的電容翻轉(zhuǎn)式 MDAC，如圖所示 2.11。S2
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2873903