提高Pipeline-ADC分辨率与SFDR性能的内部Dither技术研究

摘要

软件无线电系统是未来无线电发展的主要趋势，需要对射频信号直接进行采样，而流水线ADC因为其高速高精度特性，广泛应用于软件无线电系统中。但由于电路中各种非理想因素的影响，流水线ADC动态性能的提高受到了极大的限制，而流水线ADC SFDR性能的恶化，将会导致使用流水线ADC的无线电系统出现较大的邻道干扰，因此提高流水线ADC的SFDR性能将显得尤为重要，Dither技术则是一种提高ADC SFDR的有效手段，ADC中因相干采样和非线性产生的量化杂散波成分都会在使用Dither后得到抑制。另外ADC的分辨率一直是衡量ADC性能好坏的最直接因素，Dither技术还可以与统计平均技术相结合用于改善 ADC的实际分辨率。
　　本文首先介绍了Dither技术提高ADC分辨率的基本原理与详细方法，并提出了一种用于提高ADC分辨率的特殊Dither信号，这种信号的使用可以使统计平均的次数降低到最小，并结合仿真给出了ADC实际分辨率的改善情况。
　　接着本文分析了流水线ADC中影响SFDR性能的主要因素，Dither技术改善ADC SFDR原理的理论形式与数学推导；在Simulink中搭建了12bit流水线ADC行为级误差仿真模型以及流水线ADC内部Dither的仿真系统，仿真分析了两种内部Dither结构下流水线ADC无杂散动态范围的改善情况。
　　ADC中引入Dither后，输入动态范围会减小，针对这种情况本文给出了两种解决方法，并仿真验证了其正确性。
　　本文研究的Dither技术能够有效提高ADC的分辨率与SFDR，但对ADC分辨率的提高是ADC速度与精度的折衷。流水线ADC内部加入的Dither信号可以方便的加入与去除掉，不会带来太多的额外噪声，在ADC信号噪声失真比下降不超过1dB的情况下，可使ADC的SFDR提高10dB以上。

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缩略词表

第一章 引 言

1.1 论文研究背景简介

1.2 Dither技术概述

1.3 课题来源

1.4 论文各章节安排

1.5 本章小结

第二章 ADC与Dither

2.1 ADC概 述

2.2 ADC中的Dither技术

2.3 本章小结

第三章 提高ADC分辨率的Dither技术研究

3.1 基本原理介绍

3.2 普通Dither信号对ADC分辨率的改变

3.3 改变ADC分辨率一种特殊Dither信号研究

3.4 本章小结

第四章 改善流水线ADC SFDR的内部Dither算法设计与性能仿真

4.1 Dither改善ADC SFDR的基本原理及数学推论

4.2 12bit流水线ADC的simulink仿真误差模型的建立

4.3 流水线内部Dither仿真系统

4.4 ADC内部Dither加入结构与仿真

4.5 流水线ADC引入Dither后防止输入动态范围减小的方法

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期间的研究成果