检索结果-内蒙古大学图书馆

中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术 2025年第3期 201-204页

作者：王洋安庆丰李睿内蒙古电力(集团)有限责任公司乌海供电分公司内蒙古乌海 016000

本文着重对自动化校验系统的实际应用策略予以探讨。于电力系统而言,其凭借通信规约以及多种算法,能够在变电站对仪表展开精细校验,于配电网中实现对智能电表的批量管控,进而确保电力计量的精确性。在工业制造生产线领域,其与汽车、化... 详细信息

本文着重对自动化校验系统的实际应用策略予以探讨。于电力系统而言,其凭借通信规约以及多种算法,能够在变电站对仪表展开精细校验,于配电网中实现对智能电表的批量管控,进而确保电力计量的精确性。在工业制造生产线领域,其与汽车、化工等产业深度契合,依照生产节拍对仪表进行校验,从而有效把控产品质量并维持生产的稳定性。在科研实验室里,通过搭建高精度平台以及运用前沿技术,可为精密仪表校准提供助力,以可靠的数据追溯为科研创新提供服务,推动多领域的发展。

关键词：电测量指示仪表数字校准技术自动化校验系统

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一种高速、低复杂度的数字校准技术

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复旦学报（自然科学版） 2009年第4期48卷 477-484页

作者：林楷辉罗磊叶凡任俊彦复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室微纳电子科技创新平台上海201203

介绍了一种应用于高速高精度流水线模数转换器的数字后台校准技术.该技术基于2.5位/级的开关电容式MDAC结构,在前2级MDAC引入用于携带误差信息的随机序列,利用信号相关理论在数字域中通过累加、平均的方法提取出这些误差信息,并在最终... 详细信息

介绍了一种应用于高速高精度流水线模数转换器的数字后台校准技术.该技术基于2.5位/级的开关电容式MDAC结构,在前2级MDAC引入用于携带误差信息的随机序列,利用信号相关理论在数字域中通过累加、平均的方法提取出这些误差信息,并在最终的数字输出端补偿.该技术能够有效地减少由于电容失配和增益有限性等非理想因素的影响,提高系统的性能;同时它具有算法简单、应用灵活、不中断正常输出、工作频率高等特点.经过FPGA验证,校准后有效位数从8.5 bit提高到13.7 bit,无杂散动态范围从52.7 dB提高到108.4 dB.

关键词：流水线模数转换器余量增益数模转换器数字校准技术 FPGA验证

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高精度高速电流舵D/A转换器的数字校准技术及其高层次模型

高精度高速电流舵D/A转换器的数字校准技术及其高层次模型

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作者：任大志西安电子科技大学

学位级别：硕士

电流源阵列是电流舵D/A转换器的重要组成部分，但是由于随机误差和梯度误差的影响电流源阵列之间会存在匹配性问题，而电流源阵列匹配性问题对电流舵D/A转换器的静态特性和动态特性有严重的影响。采用优化晶体管阵列布局方案可以有效的... 详细信息

电流源阵列是电流舵D/A转换器的重要组成部分，但是由于随机误差和梯度误差的影响电流源阵列之间会存在匹配性问题，而电流源阵列匹配性问题对电流舵D/A转换器的静态特性和动态特性有严重的影响。采用优化晶体管阵列布局方案可以有效的解决匹配性方面的问题，但这种方法对于有效精度的改善作用有限。为了较好的提高电流舵D/A转换器的有效精度，电路中往往还采用电流源校准技术，来弥补版图和工艺技术方面的不足，从而提高电流舵D/A转换器的静态特性和动态特性。本文首先使用MATLAB软件对传统电流舵D/A转换器和基于数字校准技术的电流舵D/A转换器进行了验证。由于MATLAB模型与Spice仿真器不能很好兼容，因此在此基础上，基于Verilog-AMS硬件描述语言建立了数字校准电路的高层次非理想行为模型，并设计了晶体管级的校准电路Spice模型。在校准电路结构中，本论文对基于Verilog-AMS的行为模型和基于晶体管的Spice模型分别进行了仿真验证。仿真结果表明：校准开始时，最高有效位单位电流源的Verilog-AMS模型和Spice模型输出电流相同为299.658μA，基准电流源的Verilog-AMS模型输出电流为305.229μA，而Spice模型输出电流为305.474μA；校准结束后，最高有效位单位电流源的Verilog-AMS非理想模型输出电流为305.229μA，而Spice模型输出电流为305.474μA。仿真结果证明了论文所设计的模型对电流舵D/A转换器的电流源阵列校准是有效的。

关键词：数模转换器匹配性数字校准技术 Verilog-A的行为模型

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14比特100兆采样/秒流水线模数转换器研究与设计

14比特100兆采样/秒流水线模数转换器研究与设计

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作者：范凯上海交通大学

学位级别：硕士

随着数字信号处理技术的快速发展,无线通信系统日益发展,对应用于通信系统的模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)的性能要求也越来越高,本文主要研究与设计广泛应用于无线通信系统中的流水线模数转换器(pipeline ADC)。本文先... 详细信息

随着数字信号处理技术的快速发展,无线通信系统日益发展,对应用于通信系统的模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)的性能要求也越来越高,本文主要研究与设计广泛应用于无线通信系统中的流水线模数转换器(pipeline ADC)。本文先简要介绍模数转换器的应用环境、分类、发展现状及趋势,研究了流水线式模数转换器的系统结构及主要性能参数,主要分析了引起流水线模数转换器性能参数的一些非理想因素;接着本文从电路模块讲述了流水线模数转换器的关键电路模块设计,主要包括运算放大器的研究与设计、比较器电路研究与设计及栅压自举开关的设计;整个14比特模数转换器的仿真结果显示,当无电容失配情况下,设计的电路SNDR(Signal to Noise and Distortion Ratio)为77.65dB,SFDR (Spurious Free Dynamic Range)为90.71dB,当电容失配为0.1%情况下,设计的电路SNDR(Signal to Noise and Distortion Ratio)为66.77dB,SFDR(Spurious Free Dynamic Range)为76.22dB。接着论文主要对模数转换器的数字校准算法作了研究,主要研究了两种主流的数字校准算法,一种是基于LMS(Least Mean Square)自适应算法的数字校准技术,另外一种是基于PN(Pseudo Noise)Dithering的数字校准技术,在MATLAB中建模仿真显示这两种算法都能使流水线模数转换器的有效位数ENOB(Effective Number of Bits)从8比特提高到12比特以上。完全符合应用要求。

关键词：流水线模数转换器运算放大器数字校准技术 LMS自适应算法 PN Dithering

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一种流水线模数转换器的双模式切换码分布数字校准设计

一种流水线模数转换器的双模式切换码分布数字校准设计

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作者：李盛靖清华大学

学位级别：硕士

高速高精度流水线模数转换器(Pipelined ADC)被广泛地应用于无线通信、医疗成像、基站和视频处理等系统中,而这些系统的不断发展,也驱动着流水线ADC向着更高精度、更高速度和更低功耗的方向进步。然而,随着工艺的进一步发展,依靠运放的... 详细信息

高速高精度流水线模数转换器(Pipelined ADC)被广泛地应用于无线通信、医疗成像、基站和视频处理等系统中,而这些系统的不断发展,也驱动着流水线ADC向着更高精度、更高速度和更低功耗的方向进步。然而,随着工艺的进一步发展,依靠运放的高增益和电容等器件的高匹配度来提高转换器性能变得越来越困难。例如运放有限增益和电容失配等非理想因素在很大程度上限制了ADC性能,因此,在实际工业生产中,ADC校准技术是必不可少的。在现有的各种校准技术中,基于码分布的数字后台校准技术有着对级电路改变小,且无需加入测试信号的优势。然而,由于码分布算法校准信息是从输出码的分布中提取出来的,因此,现有码分布算法的校准效果在很大程度上受到输入信号分布的影响。本文为解决这个问题,提出了一种新的码分布校准算法。本文提出的码分布校准算法中,采用了双模式切换的方法,针对输入信号分布对算法校准结果的影响和算法电路实现进行了分析。由于本算法是在不同转换模式时,从相同输入段提取校准信息,两种模式下输入分布互为参考,因此,输入信号的分布情况对本算法几乎没有影响,除此外,本算法仅对原级电路进行了微小的修改,从而大大减小了实现难度。为了验证算法的有效性,作者实现了一个TSMC-180nm工艺下双模式切换流水线ADC电路,电路仅仅对模拟电路部分进行了很小的改动。由于后台算法测试需要大量的数据,本文中还提出了一种精确的流水线ADC插值模型,并在此基础上对双模式切换校准算法进行了验证。在250M采样率,正弦信号输入时,经过后台校准ADC动态性能提高明显,其中ENOB(有效位)从11.5-bit提高到12.4bit,SNDR(信噪失真比)从71dB提高到76.5dB,SFDR(无杂散动态范围)从81.4dB提高到90dB。为了验证算法对输入信号在统计窗口内分布均匀度的要求,本文提供了一个调幅信号,最终达到的校准效果与其它输入信号时基本一样。除此之外,文中还分析了算法参数,输入信号分布和输入信号幅度对校准收敛速度的影响,从而很好了验证了算法的正确性和对输入信号分布的不敏感性。

关键词：流水线ADC 数字校准技术码分布校准输入信号不敏感

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14bit 125MS/s流水线型ADC中MDAC的设计

14bit 125MS/s流水线型ADC中MDAC的设计

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作者：汤旭婷东南大学

学位级别：硕士

随着现代无线通信系统的发展,高速高精度模数转换器逐渐成为了研究热点。流水线型模数转换器以其在速度、精度和功耗等多方面的良好折衷成为了实现高速高精度模数转换器的较优选择。论文的主要工作是设计一款高速高精度14bit 125MS/s流... 详细信息

随着现代无线通信系统的发展,高速高精度模数转换器逐渐成为了研究热点。流水线型模数转换器以其在速度、精度和功耗等多方面的良好折衷成为了实现高速高精度模数转换器的较优选择。论文的主要工作是设计一款高速高精度14bit 125MS/s流水线型模数转换器中的关键电路模块乘法数模单元(MDAC)。论文概述了不同类型的模数转换器,分析了流水线型模数转换器可以同时实现高速与高精度的结构优势;建立了流水线型模数转换器中非理想误差源的Simulink模型以及功耗评估模型,在这两种模型的辅助下完成了系统级设计,确定了第一级转换电路的有效精度为2.5bit;使用全差分电容翻转式开关电容电路作为MDAC的核心架构,减小了电路面积,提高了本级反馈系数;采用电荷泵复用的栅压自举开关,降低了采样开关的导通电阻与非线性：通过增益提升技术、Ahuja频率补偿技术等提高了全差分两级运放的增益、带宽和稳定性。另外,针对MDAC中电容失配造成的影响,本文设计了一种新型数字校准电路,该校准电路具有面积小、功耗低、校准速度快的特点。论文基于SMIC 0.18μm 1P6M CMOS工艺设计了MDAC电路的原理图和版图,完成了后仿真验证,后仿真结果显示在电源电压为1.8V,采样频率为125MHz,输入正弦波信号频率为14.892578125MHz,幅度为±780mV的条件下,得到的SINAD为74.51dB, SFDR为85.29dB,消耗电流为39.9mA,满足各项设计指标的要求。

关键词：模数转换器流水线乘法数模单元数字校准技术开关电容电路

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16位高精度D/A转换器的研究与设计

16位高精度D/A转换器的研究与设计

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作者：晏光亮西安电子科技大学

学位级别：硕士

在同时包含数字部分和模拟部分的系统中,D/A转换器是数字信号转换模拟信号重要的接口电路,它被广泛应用在通信、音频、工业控制、医疗器械等领域,对生活、军事、国防等方面都有很大的贡献。在各种结构D/A转换器中,R-2R电阻梯形结构D/A... 详细信息

在同时包含数字部分和模拟部分的系统中,D/A转换器是数字信号转换模拟信号重要的接口电路,它被广泛应用在通信、音频、工业控制、医疗器械等领域,对生活、军事、国防等方面都有很大的贡献。在各种结构D/A转换器中,R-2R电阻梯形结构D/A转换器匹具有配性好、精度高、面积小、单调性好等优势,是D/A转换器设计采用的常用结构。基于TSMC 0.25μm BCD工艺,本文研究与设计了一款分辨率为16位的高精度D/A转换器。其电源电压±15V、外部基准电压±5V,被用于高压设备,且可以实现单极（0～5V）和双极（±10V）输出电压范围的变换,主要包括基准电流源偏置电路、高精度R-2R电阻开关阵列、高增益AB类输出运放及数字校准电路等模块。该16位D/A转换器采用分段电压模式R-2R电阻梯形网络+温度计码主体结构,对传统R-2R电阻开关阵列进行改进后,采用6+6+4的分段,降低开关匹配难度的同时,大大减小了芯片面积。使用电阻构成D/A转换器的数模转换电路,其无法达到16位的转换精度,因此本文完成了一种改进的数字校准技术设计,极大地提高了D/A转换器输出电压线性度。低温漂、高电源抑制性的基准电流源偏置电路,可以对整个系统模拟电路提供稳定、高精度的偏置;高增益、宽输出摆幅的输出运放,放大R-2R电阻开关阵列输出电压的同时,很好地提高了运放输出模拟量的线性度;为避免MOS开关导通电阻失配对R-2R电阻开关阵列输出电压的影响,设计了开关电压控制电路,可以更好地实现R-2R电阻开关阵列的高精度。对D/A转换器关键模块输出运放和电阻开关阵列的版图进行匹配设计,较好地提升了整个系统模拟输出的精度。基于所设计的D/A转换器,使用Cadence公司的virtuoso软件spectre仿真器对D/A转换器的性能指标进行整体仿真验证。在军温-55℃～+125℃范围内,仿真结果显示,该转换器的转换速率为24.5V/μs,建立时间为5.01μs,总功耗为82.6m W,芯片版图总面积为3.2×1.8mm2,后仿真DNL和INL的范围分别为±0.8LSB、±1.2LSB。性能均优于同类高压应用芯片产品,可以非常好地实现数字信号到模拟信号的高精度转换。

关键词： D/A转换器高压应用高精度数字校准技术

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超声集成系统应用的流水线模数转换器设计与仿真

超声集成系统应用的流水线模数转换器设计与仿真

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作者：乜博涵西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着5G时代的来临,电子设备已经走进了千家万户,人们正逐步迈入万物互联的社会。集成电路行业的快速发展,电子产品市场需求的急剧增加,模数转换器已经从开始时的只应用于高精尖设备到现在的千家万户,其技术也在飞速进步。而由于其重要... 详细信息

随着5G时代的来临,电子设备已经走进了千家万户,人们正逐步迈入万物互联的社会。集成电路行业的快速发展,电子产品市场需求的急剧增加,模数转换器已经从开始时的只应用于高精尖设备到现在的千家万户,其技术也在飞速进步。而由于其重要且无可替代的作用,模数转换器受到了越来越多人的关注,经过研究人员的不懈努力,刻苦钻研,模数转换器已经深入到各行各业,千家万户,其中也包括超声技术。超声技术虽然是近几年发展起来的新兴技术,但其应用也越来越广泛,领域边界也在不断拓展,其工作频率范围也由几十兆赫兹逐步向几百兆赫兹发展。为了满足超声技术的需要,让模数转换器更好地适用于超声技术中,相比于其他类型的模数转换器,流水线型模数转换器以其在速度,精度,功耗等各方面的优势脱颖而出。本文拟设计一款应用于超声系统的流水线型模数转换器,目标设计指标精度为12位,采样频率为100MHz。论文首先介绍了本课题的研究背景及意义,对超声技术的工作原理以及应用做了简要的叙述。同时介绍了不同种类的模数转换器的优势以及存在的不足,并详细阐释了流水线型模数转换器的工作原理,即各流水线级交替工作,其中各级流水线由MDAC与sub-ADC组成;且系统地对流水线ADC的非理想因素进行了误差分析并提出了该误差的减小方式。在此基础上,基于tsmc0.18um CMOS工艺,对12位100MSPS流水线ADC的关键模块进行了搭建与仿真。其中包括:高线性度栅压自举开关的设计;不同类型不同功能运算放大器的设计;带预防打击级的四输入动态锁存比较器的设计;非交叠双相时钟的设计;参考信号产生电路的设计;数字校准技术的实现。模拟集成电路设计的核心在于折中,在设计过程中,在保证满足设计要求的情况下,要不断在速度,精度与功耗之间进行取舍。而后将各关键子模块搭建成整体模数转换器结构并进行整体仿真,并不断优化;最后,对整体ADC结构进行版图绘制与后仿真。仿真结果显示,该流水线型模数转换器的的SNDR达到62d B,有效位数ENOB可以达到10.07bit,基本满足设计预期。

关键词：流水线模数转换器栅压自举开关运算放大器数字校准技术

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基于混合编码的自校准12位SAR ADC IP设计与实现

基于混合编码的自校准12位SAR ADC IP设计与实现

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作者：王丹河北大学

学位级别：硕士

随着电子通讯产业的快速发展,对信息处理技术的要求也越来越高,模数转换器(ADC)在信号处理中起着至关重要的作用。相比于其他类型的ADC,逐次逼近型(SAR)ADC具有结构简单、中高精度、低功耗以及与先进工艺良好兼容等优势广泛应用于医疗... 详细信息

随着电子通讯产业的快速发展,对信息处理技术的要求也越来越高,模数转换器(ADC)在信号处理中起着至关重要的作用。相比于其他类型的ADC,逐次逼近型(SAR)ADC具有结构简单、中高精度、低功耗以及与先进工艺良好兼容等优势广泛应用于医疗设备、便携式可穿戴设备、航天航空等多种领域。然而工艺产生的电容失配会导致SAR ADC实际精度不足,在军事、航天、医疗设备等领域对SAR ADC可靠性要求越来越高的情况下,进一步发展复杂应用背景下高精度SAR ADC模块十分迫切。本论文设计了一款可校准温度计和二进制混合编码数模转换器(DAC)线性度的12位SAR ADC IP,主要电路结构包括可配置模拟通道、栅压自举开关、数模转换器、动态比较器、数字逻辑控制模块以及数字校准模块。其中DAC设计为阻容混合型,低四位LSB采用电压定标的电阻阵列,高八位MSB采用电荷定标的电容阵列。另外,高六位电容开关由温度计码控制,第七位和第八位电容开关由二进制码控制。电路实现了单端输入和差分输入可选配输入模式,单端输入为16个通道,差分输入为8组通道,输入模拟电压范围为0～3.3 V。在提高精度策略上,基于温度计和二进制混合编码的DAC电容失配下提出了一种数字校准技术。经仿真验证,该方法可有效提高SAR ADC的线性度,将带有电容失配的SAR ADC的微分非线性误差(DNL)由+1/-0.25 LSB降低至+0.25/-0.25 LSB,积分非线性(INL)由+0.75/-10.25 LSB降低至0/-0.25 LSB,有效精度由8.66 bit提高至11.56 bit。为降低动态比较器噪声对ADC性能的影响,采用多相时钟控制结构发展了一种低噪声动态比较器,比较器工作速度满足本文要求的比较频率14MHz,输入参考噪声为73.5μV,小于ADC的1/10 LSB,达到了低噪声的设计目标。本IP核采用SMIC公司0.11μm CMOS工艺,在Cadence Virtuoso平台对系统电路和各关键电路模块进行了前仿真和后仿真验证,最终版图面积为0.192 mm。版图提取寄生参数后的仿真验证结果显示,自校准后的DNL为+0.25/-0.25 LSB,INL为+0.01/-0.44 LSB;在奈奎斯特输入频率下,有效位数为11.17 bit,无杂散动态范围为77.49 d B。流片后,对SAR ADC IP进行芯片测试,结果表明SAR ADC的DNL最优为0.803 LSB,INL为-1.483 LSB,符合量产要求,可用于医疗手持设备、GPS平台、可编程控制器、电机驱动等多种场景中。

关键词：逐次逼近型温度计和二进制混合编码数字校准技术阻容混合型

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Adaptive Digital Calibration of Amplifier Finite Gain Effects and C-ratio Matching Errors for MASH Modulators

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High Technology Letters 2004年第4期10卷 15-18页

作者：冯晖 Lin Zhenghui Electronic Engineering Department Shanghai Jiaotong University Shanghai 200030 P.R.China

Cascaded sigma-delta (MASH) modulators for higher order oversampled analog-to-digital conversion rely on precise matching of contributions from different quantizers to cancel lower order quantization noise from intermediate delta-sigma stages. This paper studies the effect of analog imperfections in the implementation, such as finite gain of the amplifiers and capacitor ratio mismatch, and presents an adaptive algorithm and implementation architectures for digital correction of such analog imperfections. Behavioral simulations on 1-1-1 oversampled converters demonstrate over 10dB improvements in signal-to-noise and over 20 dB improvements in dynamic range performance.

关键词：求和增量调节器 MASH 数字校准技术噪音 A/D转换模拟数字转换

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