用于UHF RFID零中頻接收機(jī)的Sigma-Delta調(diào)制器的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著現(xiàn)代CMOS工藝的不斷進(jìn)步以及來自無線通信應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛需求，Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用過采樣、噪聲整形以及后端數(shù)字濾波技術(shù)相結(jié)合，降低了電路的匹配性和線性度，已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器的主流技術(shù)。在射頻接收機(jī)、數(shù)字音頻以及無線通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文針對超高頻射頻識別讀寫器基帶鏈路的性能指標(biāo)，設(shè)計了一種適用于零中頻接收機(jī)中Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的調(diào)制器。本文首先介紹了基于過采樣Sig

2、ma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本原理以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。然后分析了實(shí)際電路中存在的各種非理想因素以及噪聲特性對調(diào)制器性能的影響，在此基礎(chǔ)之上通過MATLAB仿真軟件SIMULINK以及工具箱SD Toolbox對調(diào)制器系統(tǒng)進(jìn)行了行為級的建模仿真，從而確定了本文調(diào)制器采用的結(jié)構(gòu)以及各個電路模塊的性能指標(biāo)。接著，重點(diǎn)論述調(diào)制器系統(tǒng)的關(guān)鍵電路模塊的工作原理和設(shè)計思想，包括了開關(guān)電容積分器、增益自舉運(yùn)算放大器、電壓比較器、兩相非交疊時鐘產(chǎn)生電路，并

3、且完成了電路級的仿真。最后，對版圖設(shè)計中應(yīng)該遵守的規(guī)則及注意點(diǎn)，加以詳細(xì)的分析，合理安排版圖的布局，最終完成了整體電路的版圖設(shè)計。綜上所述，本文設(shè)計采用全差分開關(guān)電容電路結(jié)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)二階單環(huán)單比特結(jié)構(gòu)的調(diào)制器，基于中芯國際SMIC0.18μm單層多晶、六層金屬、MIM電容的CMOS工藝，電源電壓為1.8V，仿真結(jié)果表明在輸入信號Nyquist帶寬2MHz，采樣時鐘64MHz，32倍過采樣比下可以實(shí)現(xiàn)53.1dB的輸出動態(tài)范圍，為基帶接收