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基于软件无线电的 A/ D转换技术

时间:05-18 来源:互联网 点击:

    用单一系数的梳状滤波器作抽取器的第一级可以极大地节约时间,但是,它并不能有效去除大部分带外量化噪声,因此,实用中都需再加一个FIR数字滤波器。
    这样,过采样、噪声整形和数字滤波方法的有机结合就可以克服现有VLSI技术难以制作噪声容限小的模拟电路之不足,在无需附加工艺的情况下,利用元件精度和匹配要求低的"Σ-Δ量化器"来实现高分辨率的A/D转换。
3 高阶Σ-Δ A/D转换技术
    Σ-Δ A/D转换器的基带噪声比奈奎斯特采样器或Δ调制器的要小得多。但是,对前述的一阶Σ-Δ调制器,其基带噪声并不能降到低于10比特A/D转换器所要求的60dB的SNR要求。因此,要想尽量减少基带内的量化噪声,只有增加采样频率。但是,采样频率的增加受到电路工作频率和数字滤波器性能的制约。据此,为了增加噪声整形效果以便降低所需的采样频率,在一阶Σ-Δ调制器的基础上发展了各种各样的高阶Σ-Δ调制器。
    下面,我们先讨论二阶Σ-Δ调制器。既然这些层叠结构使用噪声前馈的方案,因此,系统总是稳定的。当多级一阶Σ-Δ回路叠用以获得高阶调制器时,传向后续回路的信号是当前回路的噪声。这个噪声是积分器输出与量化器输出的差值。
    如果输入到第2和第3级Σ-Δ回路的信号分别是Q1,Q2,则第2级Σ-Δ调制器的量化输出为:

    类似地,对于3阶ΣΔ调制器,

这里,Q3是第3级Σ-Δ调制器的量化噪声。
    分析表明,3阶Σ-Δ调制器的带内量化噪声明显比1阶的小。
    我们用Matlab语言对低通Σ-Δ A/D转换过程进行了仿真,得到的结果与理论分析十分相符(3阶环,输出SINAD约为108dB)。其主要程序略。
4 结束语
    上面, 我们对低通Σ-Δ A/D转换技术作了较为详细的分析。国外从八十年代后期开始大规模地对Σ-Δ A/D和Σ-Δ D/A转换技术展开研究,目前,已有成熟的Σ-Δ ADC和Σ-ΔDAC产品。

参考文献

1 杨小牛等编著.软件无线电原理与应用.北京:电子工业出版社,2001
2 钮心忻等编著.软件无线电技术与应用.北京:北京邮电大学出版社,2001

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