基于cmos 18位的σ-δadc调制器的设计与仿真

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1、分类号－？线…忿…巧……《濟片＾拿硕±研究生学位论义基于ＣＭＯＳ１８位的Ｓ－ＡＡＤＣ调制器的设计与仿真申请人：刘慧宇学号：２１３１２５２培养单位；电子工程学晓学科专业：微电子学与固体电子学研巧方向：集成电路设计指导教师：邱成军教授０１６完成日期：２年２月７日独创性声明本人声明所呈交的学位论文足本人在导师指导下进巧的研究工作及取得的研究成果，论文中不包含巧他。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为狱得黑龙化大学或巧他教巧机构的学位哉证书而使用过的材料

2、一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己巧论文中作了巧确的说明并表示谢盘。学位论文化者签名：签字日期：户年ｒｖＨ／（＾学位论文报权使用授权书本学位论文作者完全了解黑龙化火学巧关保留、使用学位论文的规定，有化保留并向巧象有关部口或机构送交论文的复巧件和磁盘，允许论文被查阅和借約。本人授权黑化江大学可从将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或巧描等复制手段保巧、汇编学位论文。（保密的学化论文巧解密后适用本授权书）ｉ义学位论文作者签名：讀動导师签名；■签字Ｈ挪：年月〇Ｕ签字日期：＾／

3、／年月如／名＾＾分类号UDC密级公开硕士研究生学位论文基于CMOS18位的Σ-ΔADC调制器的设计与仿真申请人:刘慧宇学号:2131252培养单位:电子工程学院学科专业:微电子学与固体电子学研究方向:集成电路设计指导教师:邱成军教授完成日期:2016年2月7日中文摘要Σ-Δ型模数转换器(sigma-deltaADC)在音频、高精度测量、国防安全、通讯等方面都有着重要的应用。与其他类型的模数转换器相比，Σ-ΔADC属于过采样型ADC，是以较低的速度来换取非常高的精度，功耗也较低。在一些需要高精度但低速度的场合，Σ-ΔADC有着广泛的应用，目前转换位数一般会高达20

4、bit以上。本文设计了基于0.5µmCMOS工艺的18bit的sigma-deltaADC调制器。根据理论确定电路为单环三阶结构。利用MATLAB软件内的Simulink对理想和非理想状态下的系统进行建模与仿真。当输入信号为20KHz，过采样率为128，过采样频率为5.12M，采样点数为16384时，仿真结果显示：在理想情况下，信噪比为127.4dB，有效位数为20.88位；非理想情况下，信噪比为117.5dB，有效位数为19.23位。利用Cadence软件对电路仿真与版图的设计，电路模块包括：交叠时钟电路、比较器电路、积分器电路、反馈DAC电路、差分运算放大器电路

5、等。当电源电压达到5V时，全差分运算放大器增益达到70dB，单位增益带宽为215MHz，相位欲度为48°。Σ-ΔADC调制器的信噪比达到113.3dB，有效位数达到18.53位，整体版图2面积为0.2mm。关键词：Σ-ΔADC；调制器；过采样；积分器电路-I-AbstractΣ-ΔA/Dconverter(sigma-deltaADC)hassignificantapplicationsintheaudio,highprecisionmeasurement,nationaldefensesecurity,communicationandotheraspects.Co

6、mparedwithothertypesofanalog-to-digitalconverter,sigma-deltaADCbelongstotheoversamplingADC,whichisusinglowerspeedtoexchangeforaveryhighprecision.Meanwhile,itspowerconsumptionisalsoverylow.SigmadeltaADChasbeenwidelyappliedinsomeoccasionsthatneedhighprecisionandlowspeed.Theconversionprec

7、isionhasreachedmorethan20bitsatpresent.Inthispaper,ithasdesignedan18bitssigma-deltaADCmodulatorbasedonCMOS0.5μm.Thecircuitisdesignedtobeasingleringthree-orderstructurebasedonthebasicknowledge.SimulinkinMATLABisappliedinthesystemmodelingandsimulation,whicharecarriedoutunderidealandnon