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24位高精度∑～△调制ADC数字部分的实现

论文摘要

在多种ADC实现方法中,Σ～Δ实现方式得到了广泛应用。其最主要的优势在于采用DSP技术,因此其成本可以持续下降,同时其数字化特性可以使之集成到其它的数字芯片中,其工艺不具有特殊性。由于采用了较高的采样率进行低精度采样,所以其前端的抗混叠滤波器的要求很低,又无须采样保持电路,所以大大地降低了系统成本。本论文是在对Σ～ΔADC原理进行深入研究的基础上,提出了一种高精度Σ～ΔADC数字部分的解决方案。首先介绍了几种ADC的结构和工作原理,研究了Σ～Δ调制器和数字滤波器的实现,重点研究分析了梳状滤波器的实现方法和在Σ～ΔADC中的应用。然后完成了一款24位高精度Σ～ΔADC芯片设计,此芯片采用Σ～Δ过采样技术实现模数转换,通过后端的数字滤波器滤除高频噪声,并通过陷波模块去除公频噪声,输出24位串行数据。所做工作包括数字部分算法设计验证、RTL代码,系统仿真、FPGA验证、及后端仿真验证、静态时序分析。并在SMIC以0.35μm工艺流片,流片测试结果表明各项指标达到要求。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 背景和意义
  • 1.2 国内外发展现状
  • 1.3 本论文所作的工作
  • 第二章 ADC基本理论研究
  • 2.1 传统ADC实现方式
  • 2.1.1 全并行模拟/数字转换
  • 2.1.2 两步型模拟/数字转换
  • 2.1.3 流水线型模拟/数字转换
  • 2.1.4 逐次逼近型模拟/数字转换
  • 2.2 Σ～Δ模拟/数字转换基本原理与结构
  • 第三章Σ～Δ调制器的研究
  • 3.1 一阶Σ～Δ调制器
  • 3.2 高阶Σ～Δ调制器
  • 3.3 Σ～ΔADCs调制器主要研究方向和新技术探索
  • 第四章 数字抽取滤波器研究
  • 4.1 数字滤波和采样抽取
  • 4.2 采样速率、转折频率和数据输出速率
  • 4.3 梳状滤波器及其在Σ～Δ型模数转换器中的应用
  • 4.3.1 梳状滤波器的频率特性
  • 4.3.2 梳状滤波器在Σ～Δ型模数转换器中的应用
  • 4.3.3 梳状滤波器抽取后信号的频谱特性
  • 4.3.4 梳状滤波器输出信号的噪声功率
  • 第五章 系统设计
  • 5.1 芯片总体规格设定
  • 5.1.1 芯片功能说明
  • 5.1.2 芯片管脚定义
  • 5.1.3 芯片规格实现方法及所需关键技术
  • 5.1.4 芯片特性
  • 5.2 数字部分设计规格
  • 5.2.1 数字模块架构
  • 5.2.2 数字模块描述
  • 第六章 数字部分设计实现
  • 6.1 数字部分设计流程
  • 6.2 梳状滤波器的设计优化
  • 6.2.1 梳状滤波器设计
  • 6.2.2 CIC降频滤波器的特点
  • 6.2.3 一种有效的降采样转置法则一置换原则
  • 6.2.4 置换原则在梳状滤波器中的应用
  • 6.3 各个模块的设计
  • 6.3.1 数字滤波器设计
  • 6.3.2 陷波模块的设计
  • 6.3.3 平滑模块的设计
  • 6.3.4 SPI接口模块的设计
  • 6.3.5 控制模块的设计
  • 6.4 仿真及测试结果
  • 第七章 结束语
  • 致谢
  • 参考文献
  • 研究成果

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/05bb27f3ad043893627a35aa.html