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增量型sigma-delt...
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硬件复用
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杨柳
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"主题词=增量型Sigma-Delta模数转换器"
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sigma
-
delta
ADC设计
采用扩展计数和硬件复用的Sigma-Delta ADC设计
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作者:
杨柳
天津大学
学位级别:
硕士
电源管理系统是电池组供电系统中的关键部分,也是提高电池性能、延长电池寿命的核心
器
件。电源管理系统需要高精度、低失调、低功耗的
模数转换器
(ADC)。
sigma
-
delta
ADC因为采用过采样和噪声整形技术,可以达到很高的精度,而且不受模拟...
详细信息
电源管理系统是电池组供电系统中的关键部分,也是提高电池性能、延长电池寿命的核心
器
件。电源管理系统需要高精度、低失调、低功耗的
模数转换器
(ADC)。
sigma
-
delta
ADC因为采用过采样和噪声整形技术,可以达到很高的精度,而且不受模拟电路
器
件匹配度的限制。
增量
型
sigma
-
delta
ADC是
sigma
-
delta
ADC中的一类,它的输入信号频率很低甚至是直流量,适用于接近直流输入的电源管理系统。本论文研究了
增量
型
sigma
-
delta
ADC的工作原理,计算了其量化精度的公式,讨论了结构上的改进方法,包括使用高阶调制
器
结构和使用扩展计数,设计了一种适用于电源管理芯片的二阶前馈式
增量
型
sigma
-
delta
ADC。但此ADC
转换
速度较慢,通过扩展计数可以减少同样精度所需的
转换
时间。扩展计数使用的余误差ADC可以进行硬件复用,使用与
sigma
-
delta
ADC相同的电路结构。通过扩展计数和硬件复用技术的结合,可以减少整个量化过程所需要的ADC运行周期数,同时在面积和速度间进行更好的折衷。在此基础上,本论文设计了采用扩展计数和硬件复用的
增量
型
sigma
-
delta
ADC。该ADC由二阶
sigma
-
delta
调制
器
结构组成,使用扩展计数技术,首先使用二阶
sigma
-
delta
ADC进行粗量化,然后将二阶调制
器
硬件复用为Cyclic ADC进行余误差量化,最后将两次量化所得合并得到输出。在保持
sigma
-
delta
ADC对模拟电路匹配度较低要求的同时,通过分步量化提高了
转换
速度。该ADC使用0.5μm CMOS工艺,过采样率为22,
转换
速率为50k S/s,信号噪声失真比(SNDR)为88.5dB,无杂散动态范围(SFDR)为93.6d B,有效精度为14.4位,在5V供电下模拟部分功耗为2.41mW。
关键词:
增量型sigma-delta模数转换器
扩展计数
硬件复用
电源管理系统
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