本文關鍵詞：基于LMS自適應濾波技術的雙通道時間交織Pipeline ADC的設計

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【摘要】：自然界中存在的信號大部分都是模擬信號,需要經(jīng)過ADC將模擬信號轉(zhuǎn)換成對應的數(shù)字信號,然后輸入到相應的信號處理模塊中才能進行處理。ADC設計主要考慮速度和精度的問題,按照使用環(huán)境的不同,對速度和精度的要求也各不相同。流水線ADC作為一種中速中精度的ADC能夠?qū)崿F(xiàn)速度和精度很好的折衷,在達到較高分辨率的同時,能夠?qū)崿F(xiàn)較高的速度。速度和精度是相互制約關系,二者不能無限提高。在保證一定精度的條件下,速度存在極限值。這時,可以采用多通道交替采樣的結(jié)構(gòu)提高速度。多通道結(jié)構(gòu)提高速度的同時,會因為通道間的不匹配引入失配誤差,影響最終輸出結(jié)果的精度。為保證結(jié)果精度,需要對ADC的輸出結(jié)果進行數(shù)字域的校正。本文基于CMOS Smic90nm工藝設計了一款精度為12bit,速度為100MHz的單通道PipelineADC。輸入1MHz的正弦波,得到信號的無雜散動態(tài)范圍為71dB,信噪失真比為66dB,得到的有效位數(shù)為10.68位。然后,以設計的單通道PipelineADC為基礎,采用兩路交替采樣的形式,就可以將采樣頻率提高到200MHz。本文分析了時間交織結(jié)構(gòu)由于失配產(chǎn)生的誤差,并在設計的電路中人為加入失配,仿真觀察由于失配引入的諧波誤差,最終,ADC的信噪失真比相較于無失配的情況會下降。為消除失配誤差,采用LMS自適應濾波技術,將ADC輸出結(jié)果在數(shù)字域進行校正,得到的輸出信號有效位數(shù)比未校正前提高了2.5位。在設計LMS數(shù)字濾波模塊時,對實現(xiàn)的精度和電路硬件資源的消耗進行了折衷比較,最終選擇了合適的實現(xiàn)方式,能夠同時實現(xiàn)較高的校正精度和較小的硬件資源消耗。最終,達到本文設計的要求。最后,對于關鍵路徑較長問題,進行了探討,討論了幾種可以縮短關鍵路徑的方法。
【關鍵詞】：流水線 雙通道時間交織 自適應濾波 有效位數(shù)
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN792;TN713
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題來源及研究目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容11-13
• 第2章 單通道Pipeline ADC的設計13-41
• 2.1 引言13
• 2.2 單通道Pipeline ADC的工作原理和結(jié)構(gòu)13-14
• 2.3 單通道Pipeline ADC行為級建模14-21
• 2.3.1 子流水級的行為級建模及仿真14-18
• 2.3.2 時鐘抖動與延遲的行為級建模18-19
• 2.3.3 其他模塊的行為級建模19-20
• 2.3.4 單通道Pipeline ADC整體行為級建模20-21
• 2.4 單通道Pipeline ADC電路級設計21-40
• 2.4.1 SubADC的設計實現(xiàn)22-29
• 2.4.2 MDAC的設計29-35
• 2.4.3 譯碼電路的設計35-36
• 2.4.4 子流水級仿真36-38
• 2.4.5 其他模塊的設計38
• 2.4.6 Pipeline ADC整體電路仿真38-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第3章 雙通道時間交織Pipeline ADC的設計41-51
• 3.1 引言41
• 3.2 時間交織Pipeline ADC的工作原理和結(jié)構(gòu)41-42
• 3.3 時間交織ADC誤差分析42-45
• 3.3.1 失調(diào)失配的影響42-44
• 3.3.2 增益失配的影響44
• 3.3.3 采樣時刻偏差的影響44-45
• 3.4 雙通道時間交織Pipeline ADC行為級建模45-48
• 3.4.1 行為級建模45-46
• 3.4.2 失配誤差的行為級仿真46-48
• 3.5 雙通道時間交織Pipeline ADC的電路級設計48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第4章 數(shù)字校正模塊的設計51-60
• 4.1 引言51
• 4.2 時間交織ADC失配的校正方法51-52
• 4.3 LMS自適應濾波數(shù)字后臺校正52-58
• 4.3.1 插值濾波模塊52-53
• 4.3.2 LMS自適應濾波模塊53-57
• 4.3.3 DC綜合57-58
• 4.4 速度、精度及硬件資源分析58-59
• 4.4.1 精度和硬件資源58-59
• 4.4.2 速度59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-67
• 致謝67

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;Pipeline[J];個人電腦;2001年06期

2 王兵;彭瑞華;王琴;;A self-circulation structure for pipeline control[J];Journal of Harbin Institute of Technology;2009年06期

3 朱東海 ,張土喬 ,毛根海;Back-Propagation Artificial Neural Networks for Water Supply Pipeline Model[J];Tsinghua Science and Technology;2002年05期

4 殷秀梅;魏琦;許萊;楊華中;;A low power 12-b 40-MS/s pipeline ADC[J];半導體學報;2010年03期

5 陳奇輝;秦亞杰;陸波;洪志良;;A low power 12-bit 30 MSPS CMOS pipeline ADC with on-chip voltage reference buffer[J];半導體學報;2011年01期

6 ;Analysis of the harmful effects to buried oil pipeline from power line short-circuit fault[J];The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications;2012年05期

7 龔正;胡雪青;顏峻;石寅;;A 1.2 V dual-channel 10 bit pipeline ADC in 55 nm CMOS for WLAN receivers[J];Journal of Semiconductors;2013年09期

8 REN Liang;JIA ZiGuang;HO Michael Siu Chun;YI TingHua;LI HongNan;;Application of fiber Bragg grating based strain sensor in pipeline vortex-induced vibration measurement[J];Science China(Technological Sciences);2014年09期

9 ;EST Pipeline System: Detailed and Automated EST Data Processing and Mining[J];Genomics Proteomics & Bioinformatics;2003年03期

10 寧寧;吳霜毅;王向展;楊謨?nèi)A;;A Novel Power Optimization Method by Minimum Comparator Number Algorithm for Pipeline ADCs[J];Journal of Electronic Science and Technology of China;2007年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;Study of Ultrasonic Anti-Fouling with Different Fluid and Pipeline Parameters[A];第二屆全國壓電和聲波理論及器件技術研討會摘要集[C];2006年

2 A Glover;P.Eng;;The Application of X100 to Gas Pipeline Projects[A];石油天然氣用高性能鋼技術論壇——油氣開采、儲運的戰(zhàn)略需求對鋼鐵材料的新挑戰(zhàn)會議論文集[C];2011年

3 張帆;肖博元;湯養(yǎng)浩;羅旗榮;;Agitator tank device and drag reduction agent evaluation[A];Proceedings of the 9th National Conference on Rheology[C];2008年

4 ;Acoustic Emission Sound Source Localization for crack in the pipeline[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年

5 ;STUDY OF PNEUMATIC CAPSULE TRANSPORTATION PIPELINE DRIVEN BY ELECTROMAGNETIC FORCE[A];2006年中國機械工程學會年會暨中國工程院機械與運載工程學部首屆年會論文集[C];2006年

6 朱慶杰;陳艷華;劉廷權;代兆立;;Finite element analysis of fluid-structure interaction in buried liquid-conveying pipeline[A];Proceedings of the 9th National Conference on Rheology[C];2008年

7 ;Weak Electricity Pipeline Management System Development Based on Seam Framework[A];Information Technology and Computer Science—Proceedings of 2012 National Conference on Information Technology and Computer Science[C];2012年

8 Wang Lina;Wang Jian;Gao Xianwen;Wang Mingshun;;Summary of Detection and Location for Oil and Gas Pipeline Leak[A];第25屆中國控制與決策會議論文集[C];2013年

9 ;Perturbation Analysis of Instability for Non-uniform Cylindrical Shells with Initial Imperfection[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

10 ;TIME COMPRESSION TECHNIQUE OF COLLABORATIVE LOGISTICS BASED ON PIPELINE[A];2006年中國機械工程學會年會暨中國工程院機械與運載工程學部首屆年會論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 閻慶松;生物類似藥時代來臨[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2014年

2 閆慶松;在研新藥整體規(guī)模增幅顯著[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 牛潤梅;8通道Pipeline ADC的研究[D];電子科技大學;2015年

2 邴兆航;基于LMS自適應濾波技術的雙通道時間交織Pipeline ADC的設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

3 朱馬;基于均衡化算法的12bit高速低功耗Pipeline ADC研究[D];電子科技大學;2016年

4 劉俊逸;高速高精度pipeline ADC測試的研究[D];西安電子科技大學;2013年

5 張聰;10位Pipeline ADC電路設計與研究[D];復旦大學;2013年

6 張福泉;高速低功耗數(shù)字校正Pipeline ADC的研究設計[D];吉林大學;2010年

7 張杰;14位40MSPS帶運放共享技術的低功耗Pipeline ADC研究與設計[D];重慶大學;2014年

8 唐立軍;Pipeline ADC行為模型建模與仿真[D];電子科技大學;2009年

9 廖寶斌;14比特50M采樣率的Pipeline ADC設計研究[D];電子科技大學;2013年

10 何茗;1.5Bit/級pipeline結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器關鍵單元電路設計研究[D];電子科技大學;2004年

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本文編號：970641