高精度Sigma-Delta A-D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、航天科技的快速發(fā)展對(duì)電子器件的可靠性提出了新的要求?？臻g輻射損傷是電子器件失效的主要因素之一。
　　本論文主要針對(duì)應(yīng)用于空間的高性能Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analog-to-Digital Converter，ADC）設(shè)計(jì)展開(kāi)，并探討了抗輻射加固等問(wèn)題。主要分為以下3個(gè)部分:
　　1、16位抗輻射Sigma-Delta調(diào)制器。為得到更精確的模型，利用MATLAB對(duì)非理想系統(tǒng)進(jìn)行建模分析。采用的單環(huán)前饋四階結(jié)構(gòu)的有

2、效位數(shù)達(dá)到16.89位。采用了0.18μm絕緣體上硅（Silicon-On-Insulator，SOI）工藝實(shí)現(xiàn)了Sigma-Delta調(diào)制器電路與版圖。核心模塊包括:運(yùn)算放大器、開(kāi)關(guān)電容積分器、加法器、量化器、時(shí)鐘生成電路與時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)等。版圖面積為550μm×845μm。電路經(jīng)后仿真，在2kHz帶寬處噪底為-116dB，ENOB達(dá)到16.31位，動(dòng)態(tài)范圍大于100dB，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范。
　　2、兩種抗輻射帶隙基準(zhǔn)加固電路。第一種是通

3、過(guò)三極管發(fā)射極電壓與輸出電壓的比例運(yùn)算來(lái)消除三極管基極泄漏電流導(dǎo)致的誤差。第二種是利用NPN三極管電路吸收PNP三極管輻射后產(chǎn)生的基極泄漏電流，穩(wěn)定帶隙基準(zhǔn)輸出。以上兩種加固方法均具有較好的抗輻射加固效果并通過(guò)仿真加以驗(yàn)證。
　　3、Sigma-Delta數(shù)字抽取濾波器。數(shù)字抽取濾波器采用4級(jí)結(jié)構(gòu)，依次為:CIC濾波器、CIC補(bǔ)償濾波器、第一級(jí)半帶濾波器與第二級(jí)半帶濾波器。并將FIR濾波器結(jié)構(gòu)中的乘法器改進(jìn)為布斯算法乘法器，能夠減