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四阶完全前馈结构sigma-deltaADC设计
资料介绍
本文所设计的sigma-deltaADC主要应用于音频设备中，采用一种一位四阶单环的完全前反馈sigma-delta调制器，采用低电压供电，整个系统采用全差分开关电容结构。本人主要研究内容包括：分析sigma-deltaADC的基本原理，对各种结构进行理解比较，对限制sigma-Delta ADC精度的多种非理想因素建模分析，如运放的有限增益，有限带宽，有限电压摆幅，积分器噪声，电容的不匹配等等。用matlab软件对模拟调制器和数字滤波器进行建模，对其参数进行仿真验证与优化。
设计内部各个单元的CMOS电路，包括运算放大器，开关电容积分器，加法器，比较器，带隙基准，互不交叠时钟，在Cadence下进行仿真调试，对整体电路进行联合仿真调试，并完成版图设计，通过了DRC规则检查和LVS电气连接检查。
所有的电路部分均是在GSMC0.18um的工艺下完成。
与传统sigma-delta调制器结构相比较，本人设计的这种结构减少了系统对于内部各个子电路，尤其是积分器的中运算放大器的需求，大大减小了对于运算放大器的增益和摆幅的设计要求，提高了sigma-deltaADC输入信号的幅度和频率，进而使其功耗大幅度减小。基于以上特点，使该种结构应用于低电压环境中。
研究中，还探讨了系统稳定性问题，在一位四阶单环结构的 sigma-delta 调制器中，由于器件非线性的影响，会造成整个系统的不稳定，且目前尚无完全的充要条件对其进行约束，需要进行大量的仿真确定各个积分器的系数。本人使用MATLAB的toolboxes 工具箱对调制器的系统模型进行仿真验证，并对SNR和系统稳定性进行折中，最终优化到最佳结果。
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| 四阶完全前馈结构sigma-deltaADC设计.pdf | 11M |
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