用于UHF RFID零中頻接收機的Sigma-Delta調制器的研究與設計.pdf

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

2、ma-Delta模數(shù)轉換器的基本原理以及相應的結構。然后分析了實際電路中存在的各種非理想因素以及噪聲特性對調制器性能的影響，在此基礎之上通過MATLAB仿真軟件SIMULINK以及工具箱SD Toolbox對調制器系統(tǒng)進行了行為級的建模仿真，從而確定了本文調制器采用的結構以及各個電路模塊的性能指標。接著，重點論述調制器系統(tǒng)的關鍵電路模塊的工作原理和設計思想，包括了開關電容積分器、增益自舉運算放大器、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，對版圖設計中應該遵守的規(guī)則及注意點，加以詳細的分析，合理安排版圖的布局，最終完成了整體電路的版圖設計。綜上所述，本文設計采用全差分開關電容電路結構，來實現(xiàn)二階單環(huán)單比特結構的調制器，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現(xiàn)53.1dB的輸出動態(tài)范圍，為基帶接收