發(fā)布時間：2021-01-20 12:26

　　隨著信息時代的到來,越來越多的電子產(chǎn)品和工業(yè)設(shè)備趨向于數(shù)字化,模擬設(shè)備被抗干擾能力更強、可靠性更高的數(shù)字設(shè)備所代替。數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）是一種將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的設(shè)備,是眾多電子設(shè)備中不可或缺的組成部分。在當(dāng)今數(shù)字化高速發(fā)展的情況下,數(shù)模轉(zhuǎn)換器的研究方向趨于高精度、高速度和低成本,數(shù)模轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計是當(dāng)下模擬集成電路設(shè)計中的熱門課題。本文設(shè)計了一款應(yīng)用于MEMS陀螺儀中的高精度R-2R型數(shù)模轉(zhuǎn)換器。MEMS即微機電系統(tǒng),是一種可以將微小的物理變化量轉(zhuǎn)化為可供檢測的電壓量的裝置。在MEMS陀螺儀中,數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于提供一個微小頻率變化范圍內(nèi)的正弦波信號,使硅片一直保持在諧振狀態(tài)。當(dāng)陀螺儀震動或受到干擾時,陀螺儀振動軸上的變化會耦合到檢測軸,將角速率的變化轉(zhuǎn)化為位移的變化,檢測可變電容兩端的電壓就可以得到陀螺儀的角速率,這就是MEMS陀螺儀的工作原理。在此應(yīng)用背景下,數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供的正弦波信號頻率變化范圍很小,接近于固定頻率,因此,更強調(diào)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的窄帶應(yīng)用。文中首先介紹了數(shù)模轉(zhuǎn)換器的工作原理,總結(jié)了數(shù)模轉(zhuǎn)換器的分類,將數(shù)模轉(zhuǎn)換器按照每位的權(quán)重分為一元DAC、二進制DAC以及多種結(jié)... 

【文章來源】： 王士鑫 山東師范大學(xué)

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

AD5790的R-2R梯形結(jié)構(gòu)

山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文13NtortionDoiseSignalPPaxPSFDRis10,mlog10（2-2）式2-2中，PSignal是信號的功率，PNosie是噪聲功率，PDistortion是諧波的功率，SFDR是信號功率與最大無用信號功率之比，因此可以從信號的頻譜中直觀地看出SFDR的大校圖2-11是數(shù)模轉(zhuǎn)換器在典型頻率范圍內(nèi)輸出單頻信號的頻譜圖，從圖中可以看出，噪聲和各次諧波中功率最大的為二次諧波，因此SFDR的大小為基波功率與二次諧波的比值，大約為90dB，表示在這個范圍內(nèi)，信號是無雜散的。圖2-11數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出單頻信號的頻譜圖（2）信噪失真比（SignaltoNoiseDistortionRatio,SNDR）信噪失真比是數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出有用信號的功率與噪聲功率和諧波功率之比，它的計算公式如下：NrtionDoiseSignalPPPSNDRisto10log10（2-3）其中，PSignal代表信號的功率，PNosie代表噪聲功率，PDistortion是輸出信號各次諧波的功率之和，從式2-3中可以看出，SNDR實際上是數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出信號中有用信號的功率與所有無用信號的功率之比，因此SNDR最能反映出數(shù)模轉(zhuǎn)換器的真實性能。在數(shù)模轉(zhuǎn)換器的性能評價中，還有一個常用的指標(biāo)參數(shù)，即有效位數(shù)（EffectiveNumberofBits,ENOB），它的實際意義與SNDR相同，ENOB的表達(dá)式如下：02.676.1SNDRENOB（2-4）

圖3-36位溫度計DAC輸出階梯波形及6位二進制DAC輸出階梯波形

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]適用于傳感器接口的高精度軌到軌R2R DAC的設(shè)計[D]. 胡貝貝.華中科技大學(xué) 2016
[5]FFT ASIC的物理設(shè)計與物理驗證[D]. 謝馬迥.華中科技大學(xué) 2015
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本文編號：2989041