射频收发机12bit连续时间∑△调制器的设计与实现

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随着无线通信技术的持续发展,射频收发机系统得到广泛的应用。模数转换器(ADC)是射频收发机中的重要模块,是连接模拟信号与数字信号的桥梁,一直以来受到研究人员的极大关注。近年来,连续时间型的Sigma-DeltaADC凭借其高精度、宽带宽、固有的抗混叠特性以及潜在的低功耗等优点,更适合射频收发机系统,已成为新的研究热点。  本论文设计了一款用于射频收发机的连续时间Sigma-Delta调制器。本文采用带有内部反馈的单环3阶3位量化前馈架构。  本文主要工作及创新点:  1、本文对∑△调制器的基础知识进行了介绍。介绍了过采样技术、噪声整形技术以及量化噪声理论。同时,比较了常见的调制器结构、多位量化/单位量化和连续型∑△调制器/离散型∑△调制器。  2、本文给出了连续时间∑△调制器噪声传递函数、系统前馈系数和反馈系数确定的过程。为了优化设计,采用了求和模块提前技术,省略了高耗能的Gm模拟求和器,并采用半周期补偿技术来消除量化延迟对系统性能的影响。  3、本文应用SIMULINK工具搭建了系统模型,并对放大器的有限增益和有限GBW、环路延时、时钟抖动、反馈DAC失配等非理想因素进行了仿真分析,并提出了新颖的量化器模型和DWA模型。得到相应的电路性能指标指导电路设计。  4、本文完成了调制器系电路设计。引入了DWA单元和“低摆幅高交叉点”时钟驱动电路以改善DAC的失配和削弱时钟引起的误差。采用可调电容阵列以避免RC积分常数变化而引起的系统稳定性问题。  5、调制器信号带宽为1MHz,过采样率OSR为32。仿真结果达到了80.9dB的SNDR,调制器功耗为7.2mW。最终芯片采用gsmc018工艺流片成功,芯片面积为880μm×880μm。芯片测试正在进行中。
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