18bits Sigma-Delta DAC的設(shè)計(jì).pdf

1、數(shù)模轉(zhuǎn)換器是連接現(xiàn)實(shí)的模擬世界和虛擬的數(shù)字世界之間的橋梁，而精度就是衡量數(shù)模轉(zhuǎn)換器性能的重要指標(biāo)。隨著電子產(chǎn)品的普及，人們對(duì)DAC精度的要求也越來(lái)越高。與傳統(tǒng)的Nyquist采樣DAC相比，Sigma-DeltaDAC能夠以較低的硬件消耗獲得較好的精度。因此，Sigma-DeltaDAC成為數(shù)?；旌项I(lǐng)域研究的一大熱點(diǎn)。
　　本文首先介紹了課題來(lái)源、Sigma-DeltaDAC的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，然后詳細(xì)闡述了DAC的工作原理和

2、各個(gè)主要模塊的MATLAB行為級(jí)建模仿真，確定了各模塊的基本架構(gòu)。通過(guò)對(duì)不同結(jié)構(gòu)的調(diào)制器結(jié)構(gòu)的對(duì)比和分析，最終采用一位量化的五階全前饋結(jié)構(gòu)Sigma-Delta調(diào)制器；通過(guò)對(duì)信噪比傳遞函數(shù)的分析，最終確定了128倍的過(guò)采樣率并確定了三級(jí)數(shù)字FIR濾波器級(jí)聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)高倍插值的目的；通過(guò)對(duì)不同類型的模擬濾波器傳遞函數(shù)的仿真結(jié)果對(duì)比，最終決定選用六階貝賽爾模擬低通濾波器。調(diào)制器是Verilog代碼來(lái)描述，而模擬低通濾波器采用CMOS模擬開關(guān)電容

3、電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。最終確定的系統(tǒng)指標(biāo)為：輸入信號(hào)帶寬100kHz，過(guò)采樣率128，時(shí)鐘采樣頻率25.6MHz。
　　Sigma-DeltaDAC采用GF0.35μm CMOS工藝，數(shù)字部分使用該工藝進(jìn)行邏輯綜合和自動(dòng)布局布線，模擬部分則是在該工藝條件下進(jìn)行的電路設(shè)計(jì)和手動(dòng)版圖設(shè)計(jì)。其中數(shù)字部分主要是數(shù)字插值濾波器和調(diào)制器，模擬部分包括單雙短轉(zhuǎn)換電路、1位D/A、兩相不交疊時(shí)鐘、基準(zhǔn)電路及運(yùn)算放大器等五個(gè)小模塊。
　　電路設(shè)計(jì)完成后