基于壓控振蕩器的連續(xù)時(shí)間Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究.pdf

1、數(shù)字信號處理的發(fā)展對高速，高精度，低功耗的模數(shù)轉(zhuǎn)換器要求越來越高，然而對于深亞微米特征尺寸的半導(dǎo)體制造工藝來說，高性能模擬電路的設(shè)計(jì)變得越來越困難。本文正是針對該問題，對一種基于壓控振蕩器（VCO）的連續(xù)時(shí)間Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　研究了VCO ADC的工作原理，以及和深亞微米數(shù)字CMOS工藝兼容等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對限制其運(yùn)用的非理想特性進(jìn)行了分析，針對VCO ADC的

2、非理想特性，在研究了各種Sigma-Delta環(huán)路結(jié)構(gòu)之后，提出了一種基于雙VCO環(huán)路的Sigma-Delta ADC，能有效抑制VCO的非線性等非理想特性，提高ADC的有效位數(shù)。
　　針對提出的基于雙VCO環(huán)路的Sigma-Delta ADC結(jié)構(gòu)，建立了電路模塊的行為級仿真模型，運(yùn)用CPPsim軟件對電路進(jìn)行了行為級仿真，重點(diǎn)研究電路模塊的非理想特性對系統(tǒng)的影響。在優(yōu)化電路模塊參數(shù)的基礎(chǔ)上，制定了各個(gè)模塊和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)。行為級

3、仿真的結(jié)果顯示提出的雙 VCO環(huán)路結(jié)構(gòu)與普通的單 VCO環(huán)路結(jié)構(gòu)相比，能有效抑制ADC輸出中的偶次諧波，提高系統(tǒng)的SNDR。
　　在制定的電路指標(biāo)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)討論了NGCC結(jié)構(gòu)運(yùn)放，VCO量化器，不歸零電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器和歸零電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換器等模塊的晶體管級電路設(shè)計(jì)，用N阱0.18μm CMOS工藝庫完成了相關(guān)電路的設(shè)計(jì)和仿真，各電路模塊均能達(dá)到設(shè)計(jì)的指標(biāo)。從整體系統(tǒng)的輸出頻譜可以看到，輸出數(shù)字信號中的偶次諧波得到極大的抑制，設(shè)計(jì)