提高ADC分辨率的方法研究

模数转换器的关键特性是精度．精度越高,则ADC的成本越高,代码长度更长,而实际的ADC的代码字长是有限的．为了既降低系统成本又获得较高精度,可以采用过采样以及用数字滤波器、采样抽取器处理过采样数据获得更高的ADC精度．本文研究了过采样降低白噪声的原理,给出了过采样的应用条件以及实用的判断方法．通过实例阐述了具体的应用过程．该方法能够有效提高ADC的精度．     

AD9230在中频数字系统中的应用

ADC是模拟和数字信号处理的桥梁,在很大程度上决定了系统的整体性能。特别是在中频数字系统中,传统模数转换电路已难以满足系统对采样精度、速率的要求。针对这种情况,本文提出一种新的解决方案,采用AD9230给系统提供高质量的采样精度及速率。最后测试了系统的性能,整体指标达到设计要求。     

基于深亚微米CMOS工艺改进的电荷放大器的噪声模型

基于深亚微米CMOS工艺对粒子探测器读出电荷灵敏放大器电路的噪声进行了优化,计算了输入管的所有有关的噪声并考虑了非输入管噪声及稳定性影响输入的因素,提出了一种更精确的电路噪声模型,可在现有的EKV模型应用基础上,对MOS管的各个工作区完成解析计算且是连续的,用以优化输入管的尺寸和工作点,给出输入管的栅极电容的优值的匹配条件,方便于分析和设计。在0.18μm CMOS工艺下对模型进行比较实验验证,表明计算精度比用传统方法有较明显优势。     

FIR滤波器在光纤陀螺中的应用

光纤陀螺的研究主要分为光路和电路2个部分,电路部分中数字信号处理的算法影响整个光纤陀螺系统的精度．介绍了平滑滤波器和基于分布式算法的FIR滤波器的基本原理;采用Matlab工具箱中的fdatool设计了滤波器系数,并进行了仿真,仿真结果表明设计可靠、合理且满足设计要求;最后使用VerilogHDL语言实现了滤波器硬件电路．     

基于Matlab建模的数字相关双采样两步单斜ADC研究

提出并仿真验证了一种用于互补金属半导体氧化物图像传感器的10 位数字相关双采样列级两步单斜模数转换器. 数字相关双采样通过减法器实现,使像素复位信号与像素曝光信号的量化结果在数字域作差,降低了列级读出电路中非理想因素的影响;比较器采用基尔伯特单元,避免了传统两步单斜ADC 中因记忆电容的使用所导致的时钟馈通和斜坡斜率误差的问题. 通过在Matlab 中建模仿真验证,ADC 的信噪失真比为61.4 dB,有效位为9.9 bit,量化周期为140 个时钟周期. 与传统10 位数字相关双采样单斜ADC 相比,可节省2 170 个时钟周期,同时其平均FPN 较传统两步单斜结构可以降低0.81 LSB.     

应用于高性能流水线ADC运算放大器设计

随着电子技术迅猛发展,对模数转换器(ADC)在通信、图像处理等领域中的信号处理速度、精度的要求不断提升。流水线ADC作为高精度,高运行速度的模数处理模块,是影响流水线速度和精度的最关键因素。本文分析了3种传统的运放(套筒式、折叠式以及密勒补偿式运放)的基本性能,并对这3种运放做了设计和仿真结果比较;分析对单端运放和全差分运放的性能区别,在设计和仿真结果上进行对比分析;设计应用于流水线ADC的运放,即能满足性能(8 m A,90db,900 M,60o)要求的增益自举运放。     

低功耗13 b 107 样品/s模数转换器

描述一个基于0.6μm CM O S工艺的、低功耗的13 b,107样品/s流水线模数转换器(ADC)的设计。为了达到13 b的转换精度,在电路设计中采用了电容误差平均技术;为了实现低功耗设计,在电路设计中综合采用了运算放大器共享、输入采样保持放大器消去、按比例缩小和动态比较器等技术。在考虑工艺实现中的非理想因素的条件下,对ADC电路进行晶体管级M on te-C arlo仿真,当ADC以10MH z的采样率对1MH z的正弦输入信号进行采样转换时,在其输出得到了82 dB的非杂散动态范围,并且此时ADC模拟部分的功耗仅为11mW。     

弹载飞参高速测试系统关键技术分析与设计验证

针对某型制导炮弹发射与飞行过程中部分参数存在脉宽极窄的现象,弹载测试系统对采样率要求更高,而选用高采样率的模数转化器(ADC)存在设计成本高且难以满足实际所需的通道数量、采样率及采样精度等综合问题。基于低成本、小型化、可靠性高的原则,课题组提出了一种基于多ADC菊花链式设计的方法,解决了单ADC采样率局限的难题,高速数据流经过FPGA乒乓操作处理以减小缓存空间及速度的压力,实现了总体采样率成倍提高,设计了一种采样率高、采集精度高、通道多、体积小、成本低的弹载测试系统。该系统能够广泛适用于弹体空间狭小的环境,在不影响弹体自身装药量与打击效果的前提下,可靠地完成弹载试验测试任务。通过试验充分验证了该系统的功能有效性及测试准确性,具有一定的工程应用价值。     

基于非线性滤波的移动机器人位姿估计

研究了基于扩展卡尔曼滤波和粒子滤波的移动机器人位姿估计。由于扩展卡尔曼滤波必须假定噪声服从高斯分布,若用于复杂非线性系统,其估计精度不甚理想。粒子滤波对噪声类型没有限制,正在成为非线性系统状态估计的有效近似方法。在不同噪声条件下,对基于粒子滤波和扩展卡尔曼滤波的移动机器人位姿估计问题进行了比较研究。仿真结果表明:粒子滤波能明显地改善移动机器人位姿估计的鲁棒性和精度。     

二阶多比特Sigma-Delta ADC中的自适应量化算法

针对二阶多比特Sigma-Delta ADC的量化电平对信噪比的影响,提出了自适应量化算法(AQ).该算法可根据输入信号的幅度变化,动态地调节多比特ADC的参考电平,从而改善二阶多比特Sigma-Delta ADC在小幅度输入时信噪比下降的问题.在此基础上,运用动态电阻匹配的方法,进一步减小了由于反馈数字模拟转化器(DAC)电阻不匹配带来的非线性噪声.仿真结果验证了该算法的有效性.     

数字降噪技术原理及其在影视节目制作中的应用

数字降噪技术可以用来改善录音节目的质量,尤其是在电脑音乐制作中。应用数字信号处理技术,锁定噪声信号并且在尽可能不影响声音信号的的情况下对噪声进行处理,去除环境噪声、设备噪声、爆音、噼啪声等。本文对数字通信中产生的噪声进行了归纳,并介绍了数字降噪技术原理。同时结合音乐软件的具体操作,讨论了在进行电脑音乐制作时引入音频文件中的三类噪声进行降噪处理。     

非制冷红外焦平面成像系统中SOC设计

非制冷红外系统中要求偏置、信号读出电路体积小,由此提出基于片上系统(SOC)集成的设计方法。详细描述了该成像处理系统的硬件设计原理及基于SOC的非均匀校正的设计。该系统集成了非制冷红外探测器驱动电路,模数转电路,以及图像信息处理电路等多种功能,提高了成像系统集成度,并且有工作稳定和体积较小的优点。     

基于声透镜粒子群算法的自适应噪声对消算法

在复杂的语音获取应用环境中,麦克风阵列接收的信号难免会产生方向、幅度和相位的模糊问题。提出了一种基于声透镜粒子群算法的自适应噪声对消算法。通过声透镜波束形成技术采集语音信号,将粒子群算法应用于自适应噪声对消中解决获取信息模糊问题。Matlab计算机仿真结果表明本算法与传统自适应噪声抵消算法相比具有更好的噪声抵消能力和性能,信噪比大大提高,且可以有效解决语音数据的模糊问题。     

基于EPP的高速多路数据异步采集技术研究

在工程结构测试中,测试信号的数据采集是其中不可缺的一部分.本文介绍了一种基于EPP的高速多路数据异步采集技术,通过16位ADC对四路模拟信号进行A/D转换并通过EPP模式将数字信号经PC打印机口输入到主机中,并给出了接口电路设计以及数据传输实现过程.     

一种高精度CMOS温度传感器的设计

介绍了一种基于55nm CMOS工艺实现的温度传感器。该温度传感器包括了温度传感电路与SAR ADC两个部分。温度传感电路产生与温度正相关的模拟电压,再通过SAR ADC进行模数转换从而得到代表温度信息的数字信号。ADC采用改进的R-2R DAC结构,省略了运算放大器,消除运放失调对温度精度的影响。仿真结果表明,在1.2V的供电电源下,该温度传感器在-20℃~100℃的温度范围内,温度分辨率为0.2℃,温度精度为+0.32℃。     

低噪声X射线探测器读出电路

设计一种32通道X射线探测器读出电路, 将探测到的微弱电信号进行放大并转换成电压信号读出。该电路中每个通道包含一个电荷灵敏放大器、一个相关双采样电路和一个采样保持电路。 为提高成像质量, 对读出电路进行低噪声设计, 其中前级的噪声贡献尤为明显, 因此重点对噪声源进行理论分析并采取相应的降噪措施。仿真得到输出积分噪声为69.7 μV。     

一种适用于音频调制的混合架构低功耗Σ-Δ调制器

随着电子信息技术的发展,移动便携电子设备不断进入人们生活的各个方面.应用在模数混合信号系统的性能也在不断提高.模数转换器作为模数混合信号系统中核心的组成部分,ADC的性能水平直接决定了使用它的系统的性能水平.由于集成电路元件间匹配精度的限制,在同一工艺条件下,SARADC很难实现高精度,而Σ-ΔADC采用了过采样和噪声整形技术,大大降低了对元器件匹配的要求,易实现高精度,但量化器单元电路功耗较高,针对这些特点,提出了一种将SARADC和Σ-ΔADC相结合的架构——2阶5位Σ-Δ混合架调制器.其在传统Σ-ΔADC的结构上去除Flash型量化器,用低功耗的SAR型ADC作为量化器,保持了Σ-ΔADC的高精度特点,基于开关电容、积分器和采用动态比较器的逐次逼近型ADC来实现.ADC中的积分器采用运算跨导放大器(OTA)实现,前馈调制器中的多位量化器和模拟加法器由SAR模数转换器实现,模拟无源加法器嵌入到由电容器阵列和动态比较器组成的SAR ADC中,其中动态比较器无静态功耗.该芯片基于SMIC 180 nm CMOS工艺设计和验证,芯片版图的有效面积为0.56 mm2.通过对该调制器芯片的后仿真分析,验证了其方案可行性.仿真测试芯片电源电压1.8 V,以3.2 MS/s采样频率对输入的0～25 k Hz正弦波进行采样,峰值SNR=126 dB,芯片总功耗3.6 m W.     

Pipeline ADC的噪声与采样电容的关系

介绍了Pipeline ADC噪声与电容的关系及减小噪声的方法,并以10位ADC为例通过噪声计算电容．ADC的主要噪声源是量化噪声和热噪声．量化噪声主要决定ADC的精度．热噪声限制了ADC的信噪比,是提高精度的主要瓶颈．可以通过增大电容来减小．     

积极进行数字信号处理实验教学改革

本文针对数字信号处理实验教学改革进行了探讨,并采用 Matlab 开发出数字信号处理实验仿真系统。实验表明该仿真系统的应用既方便了教师的教学工作,又使学生能加深对数字信号处理的理论和实验内容的理解和掌握,取得了较好的实验效果。     

高精度DFT分析的非均匀采样实现

从数字信号处理的基本原理出发，给出了谐波泄漏产生的根本原因，指出实际工作中的傅立叶分析都是对非均匀采样序列进行的；如果能有效地逼近理想整周期采样序列，即使是非均匀采样，也可以提高谐波分析的精度．计算机仿真结果证实了这种分析的正确性．