發(fā)布時(shí)間：2017-10-04 12:20

  本文關(guān)鍵詞：基于LMS自適應(yīng)濾波技術(shù)的雙通道時(shí)間交織Pipeline ADC的設(shè)計(jì)

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【摘要】：自然界中存在的信號(hào)大部分都是模擬信號(hào),需要經(jīng)過(guò)ADC將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào),然后輸入到相應(yīng)的信號(hào)處理模塊中才能進(jìn)行處理。ADC設(shè)計(jì)主要考慮速度和精度的問(wèn)題,按照使用環(huán)境的不同,對(duì)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(dá)到較高分辨率的同時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)較高的速度。速度和精度是相互制約關(guān)系,二者不能無(wú)限提高。在保證一定精度的條件下,速度存在極限值。這時(shí),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(shí),會(huì)因?yàn)橥ǖ篱g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(duì)ADC的輸出結(jié)果進(jìn)行數(shù)字域的校正。本文基于CMOS Smic90nm工藝設(shè)計(jì)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(hào)的無(wú)雜散動(dòng)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(shè)計(jì)的單通道PipelineADC為基礎(chǔ),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(shí)間交織結(jié)構(gòu)由于失配產(chǎn)生的誤差,并在設(shè)計(jì)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(wú)失配的情況會(huì)下降。為消除失配誤差,采用LMS自適應(yīng)濾波技術(shù),將ADC輸出結(jié)果在數(shù)字域進(jìn)行校正,得到的輸出信號(hào)有效位數(shù)比未校正前提高了2.5位。在設(shè)計(jì)LMS數(shù)字濾波模塊時(shí),對(duì)實(shí)現(xiàn)的精度和電路硬件資源的消耗進(jìn)行了折衷比較,最終選擇了合適的實(shí)現(xiàn)方式,能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的校正精度和較小的硬件資源消耗。最終,達(dá)到本文設(shè)計(jì)的要求。最后,對(duì)于關(guān)鍵路徑較長(zhǎng)問(wèn)題,進(jìn)行了探討,討論了幾種可以縮短關(guān)鍵路徑的方法。
【關(guān)鍵詞】：流水線 雙通道時(shí)間交織 自適應(yīng)濾波 有效位數(shù)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN792;TN713
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題來(lái)源及研究目的和意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容11-13
• 第2章 單通道Pipeline ADC的設(shè)計(jì)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(jí)建模14-21
• 2.3.1 子流水級(jí)的行為級(jí)建模及仿真14-18
• 2.3.2 時(shí)鐘抖動(dòng)與延遲的行為級(jí)建模18-19
• 2.3.3 其他模塊的行為級(jí)建模19-20
• 2.3.4 單通道Pipeline ADC整體行為級(jí)建模20-21
• 2.4 單通道Pipeline ADC電路級(jí)設(shè)計(jì)21-40
• 2.4.1 SubADC的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)22-29
• 2.4.2 MDAC的設(shè)計(jì)29-35
• 2.4.3 譯碼電路的設(shè)計(jì)35-36
• 2.4.4 子流水級(jí)仿真36-38
• 2.4.5 其他模塊的設(shè)計(jì)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(shí)間交織Pipeline ADC的設(shè)計(jì)41-51
• 3.1 引言41
• 3.2 時(shí)間交織Pipeline ADC的工作原理和結(jié)構(gòu)41-42
• 3.3 時(shí)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(shí)刻偏差的影響44-45
• 3.4 雙通道時(shí)間交織Pipeline ADC行為級(jí)建模45-48
• 3.4.1 行為級(jí)建模45-46
• 3.4.2 失配誤差的行為級(jí)仿真46-48
• 3.5 雙通道時(shí)間交織Pipeline ADC的電路級(jí)設(shè)計(jì)48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第4章 數(shù)字校正模塊的設(shè)計(jì)51-60
• 4.1 引言51
• 4.2 時(shí)間交織ADC失配的校正方法51-52
• 4.3 LMS自適應(yīng)濾波數(shù)字后臺(tái)校正52-58
• 4.3.1 插值濾波模塊52-53
• 4.3.2 LMS自適應(yīng)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(xiàn)61-67
• 致謝67

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本文編號(hào)：970641