本文關(guān)鍵詞：基于壓控振蕩器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器關(guān)鍵電路的設(shè)計(jì)與研究

  更多相關(guān)文章： sigma-delta調(diào)制器 壓控振蕩器 時(shí)域量化

【摘要】：先進(jìn)的CMOS工藝提供了更快的開關(guān)速度和更高的晶體管集成密度,這為我們對(duì)于模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換方式提供了新的思路,即是時(shí)域處理的方法。我們先將傳統(tǒng)電壓域模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間域信號(hào),然后再將時(shí)間域信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字域信號(hào),即可完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換,即可實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)的量化。壓控振蕩器(VCO)能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)從電壓域到時(shí)間域轉(zhuǎn)換的功能�；跁r(shí)間域的量化方式的分辨率隨著晶體管特征頻率的提高而提高。因此,由此構(gòu)成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠受益于工藝的升級(jí)而獲得性能的提高。本文基于180 nm CMOS工藝,對(duì)基于VCO的sigma-delta型ADC的關(guān)鍵電路模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。本文將壓控振蕩器VCO用于量化器當(dāng)中;同時(shí),采用差分雙環(huán)路結(jié)構(gòu)來(lái)降低系統(tǒng)諧波失真。最后,設(shè)計(jì)出一款400 MHz采樣頻率,10 MHz帶寬,11位有效位數(shù)的sigma-delta調(diào)制器。通過(guò)行為級(jí)仿真,建立基于壓控振蕩器的量化器數(shù)學(xué)模型。在理論分析的基礎(chǔ)上,利用壓控振蕩器進(jìn)行相位量化。環(huán)形結(jié)構(gòu)的壓控振蕩器的多級(jí)輸出更可用于多相位量化,從而實(shí)現(xiàn)多位量化器的功能。行為級(jí)仿真驗(yàn)證了基于壓控振蕩器的量化器自身?yè)碛幸浑A噪聲整形的特點(diǎn),可適用于高速、高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用場(chǎng)合。同時(shí),為了克服量化器自身的非線性,本文設(shè)計(jì)并不采用電壓直接控制振蕩器的做法,而是利用電流進(jìn)行控制。先將信號(hào)通過(guò)高線性度的電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成電流信號(hào),再用該信號(hào)對(duì)振蕩器頻率進(jìn)行控制。仿真證明,該結(jié)構(gòu)能將量化器高次諧波降低,尤其是三次諧波系數(shù)能夠下降一個(gè)數(shù)量級(jí),而量化器以及系統(tǒng)的偶次諧波能夠通過(guò)雙差分量化器結(jié)構(gòu)得以消除。本文對(duì)于連續(xù)時(shí)間型環(huán)路濾波器的設(shè)計(jì)利用脈沖響應(yīng)不變法,將離散型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成等價(jià)的連續(xù)型結(jié)構(gòu)。利用Cppsim仿真軟件以及Matlab數(shù)值計(jì)算方法,加入噪聲,系數(shù)失配等非理想因素,驗(yàn)證了連續(xù)型結(jié)構(gòu)的濾波器能夠穩(wěn)定正常工作。然后通過(guò)信號(hào)流方式,獲得具體電路結(jié)構(gòu)以及相關(guān)系數(shù)。同時(shí),采用非歸零電流舵作為反饋的數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)的結(jié)構(gòu)形式�；趬嚎卣袷幤鞯牧炕�,連續(xù)時(shí)間型環(huán)路濾波器以及反饋DAC共同構(gòu)建了連續(xù)時(shí)間型雙環(huán)路差分sigma-delta調(diào)制器。利用Hspice在180 nm工藝下的晶體管級(jí)仿真得到SNR為70 dB,SNDR為68.8 d B,ENOB為11位的性能。
【關(guān)鍵詞】：sigma-delta調(diào)制器 壓控振蕩器 時(shí)域量化
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN792
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究工作的背景與意義10-11
• 1.2 基于壓控振蕩器的ADC的研究現(xiàn)狀與成果11-13
• 1.3 本論文的結(jié)構(gòu)安排13-14
• 第二章 連續(xù)時(shí)間型sigma-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器概述14-26
• 2.1 sigma-delta調(diào)制器的工作原理14-21
• 2.1.1 過(guò)采樣技術(shù)15-17
• 2.1.2 噪聲整形技術(shù)17-21
• 2.2 CT型與DT型sigma-delta調(diào)制器的對(duì)比21-25
• 2.2.1 CT型與DT型結(jié)構(gòu)的模塊比較22-23
• 2.2.2 sigma-delta調(diào)制器DT型到CT型的轉(zhuǎn)換23-25
• 2.3 本章小節(jié)25-26
• 第三章 基于壓控振蕩器的量化器的建模與分析26-36
• 3.1 環(huán)形壓控振蕩器的基本工作原理26-27
• 3.2 環(huán)形壓控振蕩器的性質(zhì)27-33
• 3.3 基于壓控振蕩器的量化器與基于比較器的量化器的比較33-35
• 3.4 本章小節(jié)35-36
• 第四章 sigma-delta調(diào)制器系統(tǒng)建模及濾波器綜合36-51
• 4.1 sigma-delta系統(tǒng)整體框架的設(shè)計(jì)36-42
• 4.2 系統(tǒng)行為級(jí)仿真與非理想特性分析42-45
• 4.3 環(huán)路濾波器傳輸函數(shù)的綜合45-50
• 4.4 本章小節(jié)50-51
• 第五章 系統(tǒng)關(guān)鍵模塊的電路設(shè)計(jì)51-71
• 5.1 連續(xù)時(shí)間環(huán)路濾波器的電路設(shè)計(jì)51-53
• 5.2 基于壓控振蕩器的量化器的電路設(shè)計(jì)53-63
• 5.3 主環(huán)路與次環(huán)路反饋DAC的電路設(shè)計(jì)63-69
• 5.4 整體sigma-delta調(diào)制器系統(tǒng)仿真69-70
• 5.5 本章小節(jié)70-71
• 第六章 全文總結(jié)與展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果77-78

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王雅靜;新穎的壓控振蕩器[J];今日電子;2003年11期

2 汪鑄;帥克;吳軍;;基于單片機(jī)控制的微波壓控振蕩器設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2005年24期

3 應(yīng)一幟;范忠;;高速鎖相環(huán)的核心部件壓控振蕩器的設(shè)計(jì)[J];重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年04期

4 李維山;謝嘉;;雙調(diào)諧壓控振蕩器[J];硅谷;2010年23期

5 麥穗華;;壓控振蕩器[J];通訊裝備;1978年02期

6 梁毅強(qiáng);;集成壓控振蕩器及其應(yīng)用[J];集成電路應(yīng)用;1988年03期

7 葉世祿;模擬相乘器在正交壓控振蕩器中應(yīng)用[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1990年02期

8 馬耀廷;一種實(shí)用的壓控振蕩器[J];電子與自動(dòng)化;1995年01期

9 申永進(jìn),要志宏;小型化恒溫壓控振蕩器設(shè)計(jì)[J];半導(dǎo)體情報(bào);2000年03期

10 李曉林;壓控振蕩器可靠性論述[J];數(shù)字通信;2000年08期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李勇;方漢平;;一種研究介質(zhì)諧振壓控振蕩器的新方法[A];2009年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2009年

2 徐軍;薛良金;;毫米波鰭線壓控振蕩器[A];1993年全國(guó)微波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];1993年

3 仲智剛;馮根寶;唐寧;;一種高精度的壓控振蕩器設(shè)計(jì)[A];中國(guó)通信集成電路技術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2004年

4 趙巖;;微帶壓控振蕩器的一種新的設(shè)計(jì)方法[A];1995年全國(guó)微波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];1995年

5 孟令琴;;一種高穩(wěn)定、低相噪壓控振蕩器的研制[A];1995年全國(guó)微波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];1995年

6 張睿奇;于洪喜;;混合結(jié)構(gòu)耿氏管壓控振蕩器[A];2005'全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（第二冊(cè)）[C];2006年

7 葉親翔;李劍平;;介質(zhì)同軸諧振腔壓控振蕩器[A];1997年全國(guó)微波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];1997年

8 徐建華;謝俊;徐銳敏;;W頻段混合集成體效應(yīng)管壓控振蕩器[A];2005年海峽兩岸三地?zé)o線科技學(xué)術(shù)會(huì)論文集[C];2005年

9 汪審權(quán);周海亮;趙天磊;竇強(qiáng);馬卓;;用于環(huán)形壓控振蕩器的前置有源降噪濾波電路[A];第十六屆計(jì)算機(jī)工程與工藝年會(huì)暨第二屆微處理器技術(shù)論壇論文集[C];2012年

10 徐建華;徐銳敏;謝俊;;W頻段平面混合集成壓控振蕩器[A];2005'全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（第二冊(cè)）[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 成都 溫成宜 編譯;寬頻帶壓控振蕩器[N];電子報(bào);2012年

2 北京 李國(guó)華 編譯;增強(qiáng)型三相輸出的壓控振蕩器[N];電子報(bào);2013年

3 重慶 尹申燕;簡(jiǎn)易數(shù)字式壓控振蕩器[N];電子報(bào);2002年

4 安徽 劉生 編譯;擴(kuò)充RC壓控振蕩器的頻率范圍[N];電子報(bào);2014年

5 廣西 潘云忠 潘宜漾;可實(shí)現(xiàn)4W的PLL鎖相環(huán)調(diào)頻立體聲發(fā)射機(jī)制作[N];電子報(bào);2010年

6 ;ADI：ADF4350[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2008年

7 廣西 黃獻(xiàn)忠;實(shí)驗(yàn)鎖相環(huán)FM立體聲發(fā)射機(jī)[N];電子報(bào);2004年

8 遼寧 楊成偉;再談AFT和AFC不容混淆[N];電子報(bào);2000年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 唐長(zhǎng)文;電感電容壓控振蕩器[D];復(fù)旦大學(xué);2004年

2 周海峰;極低電壓應(yīng)用的低功耗低相噪壓控振蕩器的研究與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2009年

3 李麗;RF MEMS可變電容及壓控振蕩器的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2006年

4 徐衛(wèi)林;無(wú)線射頻通信片上系統(tǒng)的壓控振蕩器與電源管理的研究[D];武漢大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王南南;應(yīng)用于臨近空間飛行器的Ka波段PLL的設(shè)計(jì)[D];北京交通大學(xué);2016年

2 朱從眾;用于探地雷達(dá)的超寬帶發(fā)射源的研究與設(shè)計(jì)[D];東南大學(xué);2015年

3 王超然;基于CMOS的線性鎖相環(huán)研究與設(shè)計(jì)[D];江蘇大學(xué);2016年

4 栗新偉;用于銫原子頻標(biāo)的低相噪壓控振蕩器的研制[D];蘇州大學(xué);2016年

5 陳悅鵬;多模多標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)中寬帶壓控振蕩器的設(shè)計(jì)[D];東南大學(xué);2016年

6 汪明;硅基毫米波頻率綜合器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2016年

7 劉亞能;基于0.18μm CMOS工藝的正交壓控振蕩器研究[D];湖南師范大學(xué);2016年

8 侍文博;S波段疊層SIW壓控振蕩器設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2016年

9 葛逢春;毫米波InP HBT關(guān)鍵芯片技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

10 鄒昱;基于壓控振蕩器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器關(guān)鍵電路的設(shè)計(jì)與研究[D];電子科技大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：884944