應用于UHF RFID接收機中Sigma-Delta ADC的研究與設計.pdf

1、隨著模擬CMOS工藝的不斷提高以及數(shù)字信號處理技術的發(fā)展，Sigma-Delta模數(shù)轉換器已經(jīng)成為微電子領域一個研究熱點。在眾多類型的模數(shù)轉換器中，Sigma-Delta模數(shù)轉換器憑借過采樣技術、噪聲整形技術和數(shù)字濾波技術的優(yōu)勢可以實現(xiàn)比其他模數(shù)轉換器更高精度，廣泛地應用于無線通信領域。
　　本文設計實現(xiàn)了一種高速中等精度的Sigma-Delta模數(shù)轉換器，應用在超高頻射頻識別讀寫器基帶接收機中，設計分為模擬調制器部分和數(shù)字抽取濾

2、波部分。首先介紹基于過采樣Sigma-Delta模數(shù)轉換器基本原理與結構，并在基于MATLAB/Simulink下，對Sigma-Delta調制器進行系統(tǒng)級建模仿真，分析非理想特性對調制器的影響。在此基礎上進行調制器部分的電路級設計，包括運算放大器、時鐘電路、比較器等，并完成整體調制器部分版圖設計。其次，介紹了數(shù)字抽取濾波器在Sigma-Delta模數(shù)轉換器中的作用，并根據(jù)指標的要求設計了三級級聯(lián)的數(shù)字抽取濾波器，包括CIC濾波器，CI

3、C補償濾波器和半帶濾波器。分別完成三級濾波器系統(tǒng)級設計和前后仿真，并在基于FPGA的開發(fā)板上進行濾波器的仿真驗證。在前仿真和驗證的基礎上，對濾波器進行邏輯綜合、自動布局布線、靜態(tài)時序分析、物理驗證等數(shù)字設計流程，并完成最終的濾波器版圖設計和后仿真。
　　采用SMIC0.18μm CMOS工藝設計實現(xiàn)二階單環(huán)1比特調制器和后級的數(shù)字抽取濾波器，調制器部分采用全差分開關電容結構，采樣頻率64MHz，過采樣率32，信號帶寬范圍1MHz，