蒋和全[1]2000年在《高速模—数转换器（ADC）部份参数的动态测试研究》文中指出高速ADC被广泛应用于视频、无线通讯领域，如何准确评估高速ADC的性能一直受到高度的关注。要准确评估高速ADC的性能要求采用动态测试方法。本文运用了码密度直方图分析法和FFT频谱分析法来测试高速ADC的性能，并基于LTX公司的SYNCHRO Π AC混合信号测试系统实现了35MHZ MSPS八位ADCAD9048和20MHZ MSPS十二位ADC SAD1201的动态测试。由于评估高速ADC的参数很多，本文只分析了失调、非线性、失码、增益误差等动态传输特性参数和信噪比（SNR）、信号与噪声及失真比（SINAD）、总谐波失真（THD）、无寄生动态范围（SFDR）、有效位数（ENOB）等失真动态参数的测试。动态测试的关键是保证测试处理过程中信息的完整性，相干采样由于实现了对输入信号的整周期采样，从而能保证采样信息的完整性，但应注意的是，必须保证相干采样的条件。事实上，随着被测ADC分辨率的提高，相干采样的条件往往很难办到。这时一种较好的处理办法是采用窗函数来处理采样结果，以尽量减少泄漏。文章最后给出了测试结果。
杨建伟[2]2015年在《高速流水线模数转换器研究与设计》文中研究说明模数转换器(Analog to Digital Converter, ADC)是连接模拟信号与数字信号的桥梁,其转换速率和分辨率决定了信号系统能够处理的最大信号频率与最小信号幅度,随着第四代无线通信技术的迅速普及并向第五代无线通信技术发展,无线通信系统和移动传感网络对ADC的性能提出了更高的要求。流水线结构ADC实现了对精度和速度的良好折中,在无线通信和高清视频等领域拥有广泛的应用前景和研究价值。本课题在详细分析了流水线结构ADC的工作原理与结构特点的基础上,论证了限制该结构转换速率与精度的非理想因素并提出了解决办法。结构上,本课题采用无采样保持放大器技术,减小了系统噪声与功耗,使用比较相位提前和采样路径匹配技术,解决了无采样保持放大器带来的影响；只在第一级与第二级电路之间采用电容缩放技术,既减小了第一级电路的负载,又保持了后级电路的一致性。本课题先从系统入手为各个单元电路制定了性能指标,并对各种噪声源进行了噪声能量预先分配,为了提高转换器的转换速率,运算放大器全程进行线性建立。设计了高增益高带宽的折叠共源共栅增益增强型运算放大器以满足系统的精度和速度要求。为了满足系统线性度要求,设计了高线性度的采样电路,完成了比较器、子ADC、时钟电路等模块电路的设计,并对由模块电路组成的整个系统,进行了仿真验证。本课题采用了TSMC 0.18μm IP6M CMOS工艺,在1.8V电源电压下,设计了采样率为150MS/s、12比特精度的流水线结构ADC。电路仿真结果表明,当ADC采样率为150MS/s时,系统SFDR为81.6dB,SNDR为69.5dB,ENOB为11.3bit,核心电路功耗为273mW。
刘建明[3]2012年在《高精度水声信号采集回放模块电路的设计与实现》文中研究表明随着现代集成电路不断发展和数字信号处理技术理论的日益完善与成熟，信号的数字化处理以其明显的优势得到了越来越广泛应用。数字信号处理已经在生物医学工程、声学工程、地震、雷达、通讯、语音、图像等领域发挥了重大作用。自然界的信号多是模拟信号，因此，信号数字化处理常常需要进行信号的数模、模数转换。本课题水声信号同步记录回放电路模块的主要功能是高速精确的采集、存储和回放声波信号，它是声纳系统的核心组成部分。在进行数据转换处理时，该电路模块采用18bit分辨率、2MHz采样率的ADC、DAC。同时，高速高精度的转换产生的海量数据采用大容量FLASH进行实时存储和回放。此外，还设计标准的RS-485通讯接口，能够方便的实现远程多点信号采集系统。该电路模块的主要特点是信号处理频率范围宽，涵盖所有声波范围。并且在信号的全幅度全频率范围内保证0.5dB的还原增益误差，具有很高的精度指标。该模块电路采用正向方式设计开发。它是水下声波采集回放系统的专用电路，是数字化信号处理的核心部件，可以完全替代老式磁带机的模拟的存储方式。本论文首先阐述了整个电路模块的整体设计构架以及设计原理，其次论述了各功能电路的具体设计，然后说明模拟信号处理和FPGA程序设计开发。最后介绍了版图设计与调试测试结果，并做出设计总结。
阙隆成[4]2016年在《非制冷红外焦平面探测器芯片一体化设计及关键技术研究》文中进行了进一步梳理非制冷红外探测器已广泛地应用于军事、边防、消防、工业检测、交通等各个领域,人们对于探测器的性能要求也越来越高;为满足此要求,开展高性能探测器芯片研究应运而生。高性能意味着具有更高信噪比、更高效率,非理想效应的自适应补偿功能;同时还应满足大阵列、轻质量等需求。本论文以完成高性能非制冷红外探测器芯片一体化设计为目标,研究了一体化设计高性能系统芯片所需的主要关键技术。所涉及到的关键技术包括:探测器像元建模技术、探测器温度补偿技术、探测器芯片片上ADC技术、探测器芯片非均匀性校正技术、探测器芯片数字控制技术。论文的主要研究内容综述如下:1、研究了微测辐射热计型探测器像元电学设计平台兼容的一体化设计模型。通过数学推导和参数仿真,提出了涵盖器件光-热-电多物理场特性的线性模型,其可供电学设计平台使用,以辅助探测器系统一体化设计。该模型与经典模型在探测器温度变化40K时偏差小于5%,具有良好的精度。2、研究了探测器的温度补偿技术,包含自热效应补偿和衬底温度补偿。针对自热效应提出使用片上电流DAC或片上电阻DAC的方式进行补偿。针对衬底温度导致的非理想效应提出引入补偿盲像元的方案用于补偿衬底温度的影响。对于电压偏置型红外读出电路,以采样运放跨阻的形式引入补偿盲像元;对于电流偏置型红外读出电路,以积分器积分电阻的形式的引入补偿盲像元。利用像元一体化设计模型仿真优化设计。经样片测试后在温度变化为80K时,采用所提温度补偿技术的探测器的输出变化率约为20%,其响应率变化率约为40%。3、研究了探测器的片上ADC,包括芯片级ADC和列级ADC。首先由使用像元一体化设计模型的读出电路仿真结果提出片上ADC的性能需求,然后分别研究芯片级ADC和列级ADC。在芯片级ADC方面,以Pipeline ADC为代表展开研究。首先基于Matlab设计并开发了一套Pipeline ADC功耗优化结构软件,并由该软件确定了两种低功耗Pipeline ADC结构。然后提出了一种基于扰动注入(Dither)和动态元件匹配(Dynamic Element Match,DEM)的数字后台算法,以及一种准实时校准的数字前台校准方案,该方案可同时实现连续性校准和增益校准,并将它们分别应用到所提低功耗结构中。由实物样品测试知,使用数字后台算法的Pipeline ADC功耗为299.93mW,DNL为+0.84LSB/-0.94LSB,INL为+0.99LSB/-1.19LSB;而使用数字前台算法的Pipeline ADC功耗为280.96mW,DNL为+0.86LSB/-0.75LSB,INL为+1.53LSB/-1.41LSB。在列级ADC方面,以Single Slope ADC为代表展开研究。为了提高Single Slope ADC的转换速率,本文提出了半周期计数法、两步比较法以及行划分法三种方案;为加强Single Slope ADC信号在探测器芯片上远距离传输时的准确性,提出了电流传输方案,避免信号误码。通过将补偿盲像元引入ADC参考电压的产生电路,获得了具有温度补偿功能的Single Slope ADC,该结构可称为数字温度补偿结构。通过样品测试,单个该Single Slope ADC实际21.86mW,估算其应用于1280×1024阵列时的总功耗为290.19mW,DNL为+0.72LSB/-0.71LSB,INL为+1.18LSB/-1.09LSB。当衬底温度变化80K时,输出数字码658个数字码,占数字动态范围的16.1%,响应率变化率为40.6%。4、研究了探测器的非均匀校正方案,针对本论文重点研究的三种读出电路结构分别提出了非均匀性校正方案以及流程。对于电压偏置结构、电流偏置结构,本论文提出以片上电压DAC调节它们的跨阻运放参考电压,从而实现一点温度补偿。针对该方法设计了一种精度和范围可调的片上电压DAC,该DAC具有4种电压调节范围。由样片测试,电压偏置结构的FNP可降低为11.8mV,电流偏置结构的FNP被降低到10.4mV。对于数字温度补偿结构,本论文提出使用两个片上电流DAC调节其偏置电流,从而实现两点温度补偿。由样片测试,温度补偿ADC结构的FNP为127.3mV。5、在数字控制技术方面,研究了阵列扫描方式、帧信号和逐点校正信号的输入方案以及读出结果的输出方案。将电压偏置结构+Single Slope ADC的ROIC在640×512的阵列下设计制作了大阵列探测器芯片,性能测试结果为平均响应率为8.83codes/K,约为7.33mV/K;RMS噪声为325.3μV,FPN噪声为12.1mV,NETD为62.33mK。
董骞[5]2007年在《基于软件无线电的SAR数字接收机研究》文中研究指明合成孔径雷达的发展趋势是多波段、多极化、多模式、智能化、小型化。软件无线电技术有可能极大提高合成孔径雷达的性能与灵活性，具有重要的理论意义与应用价值。论文探讨了软件无线电在合成孔径雷达中的应用，并着重深入研究了基于软件无线电的合成孔径雷达数字接收机。论文中包含了与实际应用密切联系的工程设计，还涉及到对当前的热点问题的预新研究。主要研究内容和创新性贡献包括：[1]提出一种新的分类方法，将正交解调算法分为两大类：有混频算法和无混频算法。分析相同回波数据量下各种正交解调算法的计算量和对成像性能指标的影响，选择最优算法为合成孔径雷达数字接收机提供设计参考。[2]改进传统的Hilben滤波正交解调算法，改进算法极大的提高了Hilbert滤波法的运行效率。[3]根据四种不同的数字接收机体制，完成了可适用于合成孔径雷达接收机中频数字化的软、硬件设计，该设计可实现性强，仿真验证表明，基于软件无线电的合成孔径雷达数字接收机的性能指标优于模拟接收机。[4]论文讨论了射频数字接收机方案，其优点在于极大提高了接收机配置的灵活性。[5]将软件无线电的设计理念引入合成孔径雷达，阐述了基于软件无线电的合成孔径雷达体系结构；探讨了该体系结构的开发和实现方案。
朱瑜, 林楷辉, 叶凡, 任俊彦[6]2011年在《一种应用于高速高精度流水线ADC的差分参考电压源》文中研究说明介绍了一种应用于高速高精度流水线模数转换器的输出电压可调参考电压源.该参考电压源由电压产生电路和驱动电路组成,具有良好的灵活性,输出的差分参考电压的幅度差和共模电平可以通过输入基准电压和输出共模电压加以调整与控制,可以输出精度高,稳定性好的参考电压,已成功应用于14-bit 100 MS/s的流水线型模数转换器.该参考电压源采用SMIC 0.18μm 1P6M CMOS工艺实现,版图面积为511μm×440μm,功耗为36 mW.测试结果显示,在25.1 MHz的输入频率下,应用该参考电压源的14-bit 100 MS/s流水线ADC的信噪失真比为70.2 dB,无杂散动态范围为86.2 dB.
黄孜理[7]2007年在《基于UWB接收的超高速数据采集系统的实现》文中提出超宽带(UWB)通信具有数据速率高、功率谱密度低、定位精度高以及抗多径能力强等优点。超宽带技术已成为短距离无线通信领域研究与开发的热点。本课题根据超宽带信号处理及实现目标识别的需要,通过多片高速ADC时间交叉采样的方式,设计并实现了一套超宽带脉冲信号采集系统。本文首先介绍了UWB基本原理和影响高速ADC信噪比的几点因素,之后根据系统要求和高速ADC的自身特点,详细叙述了整套系统完整的设计过程。包括方案比较,关键芯片的选择,硬件电路的设计,FPGA软件部分的设计以及最后PCB的设计。在介绍PCB设计的同时,理论分析了高速电路的特点以及由此带来的问题,给出了高速数据采集系统PCB板的设计思路、模型建立与仿真在解决信号完整性、EMC、EMI问题上的应用。
徐冰[8]2013年在《电力系统交流电量采集器的设计》文中研究表明随着电力事业的飞速发展,特别是电力走向市场，电力的发输配各个环节的自动化要求也越来越高。电力参数的测量也由模拟的方法日趋向数字的方法转化。本设计主要介绍了交流电量采集器的基本工作原理以及其各部分的基本功能。交流采样是指交流信号经过低通滤波除去电网的高频分量,遵循采样定理,通过时间离散化得到离散序列完成采样过程。采样定理指出采样时必须遵循的基本原则,即采样频率必须大于两倍的被测信号频率的时候才能将被测信号唯一的还原回去。交流电量采集器是指对交流信号进行滤波,放大,采样等一系列电路以后,通过A/D转换,把模拟信号转化为数字信号,并存放在数据存储器RAM中的装置,它的基本功能就是把采集得到的电压,电流数据传送到计算机,由计算机对数据进行处理,求出所需要的运行参数。该设计的优点是结构简单,抗干扰能力强。实践证明：采用交流采样方法进行数据采集,通过运算后获得的电压、电流、功率、功率因数等电力参数有着较好的精确度和稳定度。
张道言[9]1981年在《8位“ADC”方案选择》文中进行了进一步梳理一、前言ADC(模拟/数字转换器)是数字信号加工系统的接口部件,其功能是将各种模拟信号转换成电子计算机所能识别并处理的二进制数码。它是一种编码器。其输入和输出之间关系可用下面数字方程表示:
谢明秋[10]2004年在《基于PCI总线的飞机发动机压力测试模块的研制》文中认为应某单位对某型飞机发动机的测试需要,我们研制了一套飞机发动机压力、转速、流量多通道综合参数测试系统。该系统采用虚拟仪器技术,不仅降低系统成本,而且系统组态灵活,操作简单,可扩展性好。本文主要介绍该测试系统中压力测试模块的研制。该模块为基于PCI总线的四通道十六位高精度实时数据采集模块,自带零校准电路和每通道相独立的七档增益控制。PCI接口芯片选用PLX公司生产的PCI9052,ADC选用BB公司生产的十六位模数转换器ADS7805。本文详细阐明了硬件和软件的设计思路和实现方法,包括PCI总线技术、数据采集技术、光电隔离技术、LabWindows/CVI软件的应用和Windows200下设备驱动程序的编写。
参考文献：
[1]. 高速模—数转换器（ADC）部份参数的动态测试研究[D]. 蒋和全. 电子科技大学. 2000
[2]. 高速流水线模数转换器研究与设计[D]. 杨建伟. 东南大学. 2015
[3]. 高精度水声信号采集回放模块电路的设计与实现[D]. 刘建明. 电子科技大学. 2012
[4]. 非制冷红外焦平面探测器芯片一体化设计及关键技术研究[D]. 阙隆成. 电子科技大学. 2016
[5]. 基于软件无线电的SAR数字接收机研究[D]. 董骞. 中国科学院研究生院（电子学研究所）. 2007
[6]. 一种应用于高速高精度流水线ADC的差分参考电压源[J]. 朱瑜, 林楷辉, 叶凡, 任俊彦. 复旦学报(自然科学版). 2011
[7]. 基于UWB接收的超高速数据采集系统的实现[D]. 黄孜理. 苏州大学. 2007
[8]. 电力系统交流电量采集器的设计[D]. 徐冰. 山东大学. 2013
[9]. 8位“ADC”方案选择[J]. 张道言. 微处理机. 1981
[10]. 基于PCI总线的飞机发动机压力测试模块的研制[D]. 谢明秋. 电子科技大学. 2004