طراحی مدولاتور دلتاسیگما مبتنی بر تزریق دوگانهی نویز بهبود یافته برای کاربردهای توان پایین
[پایاننامه]
Improved Double Noise Coupling Delta Sigma Modulator for Low Power Applications
/مریم فرمانی انوشه
: مهندسی برق
، ۱۴۰۰
۹۳ص.
:
زبان: فارسی
زبان چکیده: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی برق- الکترونیک
۱۴۰۰/۰۶/۰۱
صنعتی سهند
مبدلهای آنالوگ به دیجیتال از اساسیترین بلوکها به منظور پردازش سیگنالهای آنالوگ در حوزه دیجیتال میباشد .با پیشرفتهای روزافزون درسیستمهای ارتباطات بیسیم، کاربردهای پزشکی و ... نیاز به مبدلهای آنالوگ به دیجیتال پهنباند با دقت بالا و مصرف توان پایین رو به افزایش است .مبدلها در دو دسته نرخ نایکوییست و نرخ فرانمونهبردار قرار میگیرند .مبدلهای آنالوگ به دیجیتال دلتاسیگما از دسته مبدلهای فرانمونهبردار با بهرهگیری از مزایای فرانمونهبرداری و شکلدهی نویز قادر به دستیابی به خطسانی و دقتهای بالا با وجود استفاده از کوانتایزرهای رزولوشن پایین، هستند .دستیابی به پهنای باند زیاد در مدولاتورهای دلتاسیگما تا حدودی چالشبرانگیز میباشد .از اینرو میتوان با افزایش فرکانس نمونهبرداری و یا کاهش نرخ فرانمونهبرداری به پهنای باندهای بالا دست یافت .از طرفی فرکانس نمونهبرداری توسط تکنولوژی محدود میشود و افزایش آن موجب افزایش مصرف توان میگردد .کاهش نرخ فرانمونهبرداری نیز منجر به کاهش نسبت سیگنال به نویز میگردد .با افزایش درجه مدولاتور که به قیمت افزایش مصرف توان و ناپایداری مدولاتور میشود میتوان این مشکل را رفع کرد .بنابراین استفاده از تکنیکهای تزریق نویز روشی کارآمد به منظور افزایش درجه شکلدهی نویز کوانتیزاسیون بدون افزودن بلوکهای فعال و افزایش مصرف توان ارائه شده است .بدین منظور در این پژوهش ساختار مدولاتور دلتاسیگما با تزریق دوگانه نویز مورد بررسی و طراحی قرار گرفته است .شبیهسازی مدولاتور مورد نظر نسبت سیگنال به نویز ۹۰ dBدر پهنای باند ۵.۲ MHz با فرکانس نمونهبرداری ۸۰ MHz ارائه میدهد.
One of the most basic digital signal processing blocks is analog to digital converters. According to the progress in wireless communication systems and medical applications, there is an increasing demand for broadband analog to digital converters with high accuracy and low power consumption. Converters are classified into two categories: Nyquist rate and Oversampling rate. By combining the advantages of oversampling and noise shaping, delta-sigma analog to digital converters achieve high linearity and accuracy despite using low-resolution quantizers. Since developing delta-sigma modulators with high bandwidth is quite challenging, reducing oversampling or increasing sampling frequency can yield high bandwidths. Although the sampling frequency is limited by technology and increasing it affects power consumption, decreasing the oversampling rate also reduces the signal to noise ratio. Increasing the modulator order can address this problem with the cost of higher power consumption and instability. As a result, noise coupling techniques can be employed to increase quantization noise shaping without adding extra active blocks or increasing power consumption. Consequently, the present study provides the structure of a delta-sigma modulator with double noise coupling. The proposed modulator is simulated by MATLAB and Cadence Virtuoso software in a 0.18 m CMOS technology. In the simulation of the desired modulator, a signal to noise ratio of 88 dB is obtained with a bandwidth of 2.5 MHz and a sampling frequency of 80 MHz.
ba
Improved Double Noise Coupling Delta Sigma Modulator for Low Power Applications