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UHFRFID系统中sigma-deltaDAC的研究与设计
资料介绍
随着集成电路工艺和技术的快速发展，sigma-delta DAC可以实现更高的分辨率、更易于集成，在高精度音频处理、视频、通信等领域正逐步取代传统型DAC并得到广泛的应用。本文基于ISO/IEC18000-6C协议设计了一种应用于超高频射额识别（UHFRFID）发射机中的sigma-delta数模转换器（DAC）.整个设计包括三个部分：插值滤波器，sigma-delta调制器和低位模拟DAC.
插值滤波器采用补偿滤波器、半带滤波器与级联积分梳状（CIC）滤波器三级级联以降低设计复杂度；在系数实现上采用正则符号编码（CSD）技术将前两级滤波器中的乘法运算转化为移位相加，降低其功耗和面积。同时对CIC滤波器进行结构优化，进一步降低功耗和面积。
调制器采用4比特3阶的误差反馈型（EFB）结构，在分析信号的量化噪声模型的基础上建立sigma-delta调制器的线性分析模型，并分析对比了该结构与其它基本结构的优劣。重点分析了EFB结构的稳定条件，最后经仿真得知该调制器的信噪比达到70dB以上，从而较好的抑制了带内噪声。整个数字部分在Matlab下完成系统仿真，经过FPGA验证，并经过代码仿真、逻辑综合、布局布线等一系列数字ASIC流程。
低位模拟DAC采用电流舵型结构，实现4比特数模转换。通过采用温度计编码，使用15个电平完成4比特模拟电平的转换。带隙基准电压源采用电流模结构以工作于低电源电压，具有较好的温度特性和较高的电源抑制比。
该DAC的精度为10比特，最高工作频率达到48MHz，实现16倍升采样，采用标准0.18um CMOS工艺实现。仿真结果表明，本文设计的sigma-delta DAC信噪比达到70dB，有效位数达到l0bit，满足应用于UHF RFID读写器sigma-delta转换器的要求。
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