Σ△调制器仿真数据处理

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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