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时间:2019-05-19
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1、中文摘要摘要:过采样XAA/D转换器采用XA调制技术来实现模数转换,非常适合用来实现数字通信系统和信号处理系统中的模拟接口部件。这类A/D转换器可充分利用现代VLSI的高速、高集成度的优点,同时避免了元器件失配对A/D转换器精度的限制,已成为实现高精度模数转换的主要技术。ZA调制器与过采样技术相结合,对量化误差噪声进行整形,有效衰减输出信号的带内量化噪声,提高了带内信噪比,使得利用粗转换器进行高精度的模/数、数/模转换成为可能。XA调制器仿真数据的处理在设计ZA调制器过程中起着非常重要的指导作用,通过分析处理建模仿真数据可为
2、实际电路设计提供参数优化和性能指标参考等。本文对一种适用于音频信号范围的过采样XAA/D转换器的调制器部分进行了结构和电路研究,输入信号带宽10KHz,精度12位,建立了调制器的行为级模型,并通过仿真数据的处理指导了调制器的电路设计。论文首先对泓调制器的原理进行了介绍,分析了各种结构及参数对调制器精度和信噪比的影响;接着,在理论指导的基础上,利用MATLAB的Simulink工具包对二阶ZA调制器进行了行为级建模和仿真,并利用程序等效实现了数字抽取滤波器的功能,对调制器的输出数据进行了降采样和滤噪处理,通过FFT分析得到了信
3、号频谱、调制器的精度和信噪比等性能指标;为了对EA调制器进行完整的行为级仿真,构造了在Simulink环境下EA调制器的噪声模型,考虑了影响调制器性能的一些主要非理想因素,通过仿真验证了噪声模型的正确性;最后,设计实现了调制器的电路结构,对于运算放大器、积分器、比较器、时钟产生等电路,利用CadenceSpectre对各电路进行了仿真,验证其功能,给出了EA调制器整体电路仿真结果;对最终仿真结果导入MATLAB中得到了电路实现的调制器的性能指标,与建模仿真数据处理结果相对比。最终结果表明:设计的二阶EA调制器在采样时钟为1.
4、28MHz,过采样率为64时,各级均采用单位量化,考虑非理想因素影响时,信噪比为74.3dB,精度为12.05bits,能满足精度12位要求。实际的EA调制器电路由全差分开关电容电路实现,文中设计的电路均达到了设计要求。电路仿真的结果与建模仿真数据处理分析的结果吻合,信噪比74.6dB,精度为12.13bits,验证了仿真数据处理方法的正确性。关键词:]CA调制器;过采样;信噪比;数字抽取滤波:开关电容积分器。分类号:TN79+2ABSTRACT:Oversampledsigma-deltaADCbasedonsigma-d
5、eltamodulationtechnologyarewell-suitedtotheimplementationofanaloginterfacesindilgitalcommunicationandsignalprocessingsystems.TheseconvertersexploitingtheenhancedspeedandcircuitdensityofmodernVLSItechnologies,havebeenwidelyusedforhighresolutionA/Dconversion.Sigma-de
6、ltamodulators,combinedwithoversampling。effectivelyattenuatethein-bandquantizationnoiseintheoutputsignalandenhancetheSNRthroughtheshapingofthequantizationerror,.makeitispossibletodohigh-resolutionconverterusingcoarseconverters.Theanalysisofemolationaldatamodulatorpl
7、ayingaguidablepolewhendesigningsigma-deltamodulator,canprovidereferenceforchoiceofparametersandcharacter.Thes缸.uctIlreandcircuitsofsigma-deltamodulatorwhichappliedinaudiosignalrangewith10KHzbasebandand12bitsresolutionhavebeenresearched.Theprinciplesofsigma-deltamod
8、ulatorhavebeendiscussedfirstlyandtheinfluencesofstructureandparametersonresolutionhavebeenanalyzed.Thenonthebaseoftheories,theSimulinktoolboxofMⅨ
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