Sigma-delta A/D轉(zhuǎn)換器（A/D Converter,ADC）擁有高精度、低噪聲、高信噪比等優(yōu)點,因此Sigma-delta A/D轉(zhuǎn)換器一直都是A/D轉(zhuǎn)換器中研究重點。其中的Sigma-delta調(diào)制器采用了噪聲整形（Noise Shaping）和過采樣技術(shù)（Over-sampling）,降低了模擬電路的復(fù)雜程度,將電路處理重點轉(zhuǎn)移到了數(shù)字部分,進而能夠?qū)崿F(xiàn)較高的信噪比。本文采用逆向分析方法,分析了某款sigma delta A/D轉(zhuǎn)換器芯片,對其中的調(diào)制器進行分析,并進行再設(shè)計。本文中的sigma delta調(diào)制器采用2-1結(jié)構(gòu),前級為2階前饋調(diào)制器,后級為1階調(diào)制器,并采用誤差消除結(jié)構(gòu)。本文中的調(diào)制器內(nèi)置儀表放大器,具有可變增益、低噪聲以及低失調(diào)電壓。為提高帶載能力,儀表放大器中包含了緩沖buffer。本文中的調(diào)制器內(nèi)部自帶帶隙基準源,如果用戶對帶隙基準源有更高要求,也可根據(jù)需要使用外部帶隙基準源。此外調(diào)制器內(nèi)部自帶振蕩器,振蕩器也可采用外部時鐘,在采用外部時鐘時進行二分頻。本文從理論和仿真上證明電路的可行性。本文采用BCD350GE工藝進行設(shè)計和仿真,其中儀表放大器... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

芯片功能圖

圖 2.2 最終提取完的芯片圖Fig. 2.2 The final extracted chip diagram步電路檢查，對于數(shù)字電路來說可以用提圖軟件自帶檢查，可以解決一包括連接是否合理，連接是否有斷線。而對于模擬電路來說，可以在電中來判斷連接是否合理，不合理則需要進行檢查。最后還可以通過對模行仿真驗證來判斷是否存在錯誤。步電路模塊化，電路模塊化就是將電路分成不同的功能模塊，不同的功連接線連接起來，使得電路結(jié)構(gòu)更加清晰。具體操作是將提取完的管子adence 中進行整理，通過電路的整理，將電路分為儀表放大器模塊、緩沖 制器模塊、振蕩器模塊、帶隙基準源模塊，電流源模塊。章小結(jié)通過逆向分析，將芯片中的管子和門級電路進行模塊化處理，將電路層將電路分為儀表放大器模塊、緩沖 buffer 模塊、調(diào)制器模塊、振蕩器模

Sigma-Delta 調(diào)制器是 Sigma-Delta A/D 轉(zhuǎn)換器中的重要部分，Sigma-Delta 調(diào)制具有結(jié)構(gòu)簡單，功耗低等優(yōu)點，通過采用過采樣和噪聲整形技術(shù)，可以將帶內(nèi)的噪轉(zhuǎn)移到高頻，有效地降低信號帶內(nèi)的量化噪聲[24]。首先介紹過采樣以及噪聲整形，后介紹常見一階 Sigma-Delta 調(diào)制器，最后引入本次分析的 Sigma-Delta 調(diào)制器。本文中的 Sigma-Delta 調(diào)制器采用 2-1 級聯(lián)結(jié)構(gòu)，前面兩級采用前饋結(jié)構(gòu)調(diào)制器通過雙采樣提高過采樣率提高分辨率并增加信噪比，最后采用誤差消除邏輯實Sigma-Delta 調(diào)制器功能。5.1 基本理論5.1.1 量化噪聲量化噪聲是指對輸入信號進行量化時產(chǎn)生的噪聲，量化是指將輸入模擬信號變數(shù)字信號，它的大小是指模擬信號的值和數(shù)字信號所表示的數(shù)值的差。由于 A/D 轉(zhuǎn)器的原理，量化后的輸出數(shù)字只能近似等于輸入模擬信號，所以 A/D 轉(zhuǎn)換器必然存量化誤差，將這種量化誤差等效為一種噪聲，該噪聲就稱為量化噪聲[25]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高精度CMOS基準電壓源設(shè)計[J]. 寧江華.  電子世界. 2017(14)
[2]高精度、低功耗帶隙基準源及其電流源設(shè)計[J]. 楊寧,史儀凱,袁小慶,龐明.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2014(01)
[3]帶隙電壓基準源的設(shè)計與分析[J]. 趙強,呂明,張鑒.  電子科技. 2012(05)
[4]適用于全差分運算放大器的兩級共模反饋結(jié)構(gòu)[J]. 尹浩,陳必江,李靖,杜翎,湯川洋,于奇,寧寧,鄧春健.  微電子學(xué). 2011(02)
[5]一種基于內(nèi)部遲滯比較器的新型RC振蕩器[J]. 李展,馮炳軍.  電子器件. 2009(01)
[6]一種CMOS張弛振蕩器的設(shè)計與分析[J]. 馮勇,劉詩斌,高艷麗.  計算機測量與控制. 2008(09)
[7]開關(guān)電容共模反饋理論分析[J]. 吳鈺淳.  微計算機信息. 2008(14)
[8]幾種典型的電流源結(jié)構(gòu)和高精度基準電流源的設(shè)計[J]. 郭建寧,馮勇建,陳文薌.  中國集成電路. 2006(12)
[9]過采樣方法與提高ADC分辨率的研究[J]. 于光平,張昕.  沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2006(02)

碩士論文
[1]HART通信控制器的研究與設(shè)計[D]. 范超.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[2]18位精度音頻Sigma-Delta ADC設(shè)計[D]. 張永來.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]折疊式共源共柵CMOS運算放大器的設(shè)計與優(yōu)化[D]. 胡洋.河北大學(xué) 2012
[4]MASH結(jié)構(gòu)Sigma-Delta調(diào)制器的設(shè)計[D]. 孫冠男.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[5]L波段LC壓控振蕩器和高速二分頻電路的研究與設(shè)計[D]. 邢曉領(lǐng).西安電子科技大學(xué) 2011
[6]基于PWM的DC-DC轉(zhuǎn)換器的帶隙基準電壓源設(shè)計[D]. 張彬.西南交通大學(xué) 2009
[7]16位音頻sigma-delta A/D轉(zhuǎn)換器關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)研究[D]. 袁俊.西安電子科技大學(xué) 2008
[8]高精度基準源的研究與設(shè)計[D]. 田濤.湖南大學(xué) 2006



本文編號：3365969