طراحی و شبیه سازی مدولاتور سیگما دلتای دقت بالا و کم توان با تکنیک نویز تزویج شده برایکاربردهای مخابراتی

سیستم های مخابراتی نسل جدید جهت افزایش سرعت انتقال داده به مبدل آنالوگ به دیجیتال با دقت بالای ۱۴ بیت برای آشکارسازیسیگنال های ورودی کوچک و پهنای باند چند صد مگاهرتز نیاز دارند. در این راه، طراحی مبدل آنالوگ به دیجیتال مرتبه بالا مدنظر قرار گرفتبه طوری که، با توجه به مشخصه های موردنظر طراح از جمله دقت بالا (بالاتر از ۱۴ بیت) و پهنای باند مناسب، بتوان از آن در ساختار فرستندهگیرنده های مخابراتی بی سیم یا سیمی استفاده کرد. به عنوان یک راهکار، مبدل آنالوگ به دیجیتال سیگما-دلتا به دلیل عملکرد مطلوب تر نسبتبه سایر مبدل های موجود، کاندیدای مناسبی برای کاربردهای کم توان با دقت بالا و پهنای باند چند مگاهرتز است.در این پایان نامه یک مدولاتورسیگما-دلتا تک حلقه مرتبه ۴ با ساختار کم اعوجاج ارائه می شود که در آن از تکنیک تزویج نویز استفاده می شود. ساختار فوق که همزمان از انتگرال گیر و فیلتر IIR مرتبه ۲ استفاده می نماید نسبت به ساختارهای هم مرتبه، تعداد مسیرهای پیش خورد کمتری دارد که در نتیجه تعداد ضرایب در مدولاتور کاهش یافته و حساسیت آن نسبت به عدم تطابق ضرایب کمتر می گردد. برای کاهش توان مدولاتور، فیلتر IIR مرتبه ۲ را میتوان در مراحل پیاده سازی با استفاده از یک تقویت کننده عملیاتی تحقق بخشید. اینکار باعث می شود تا در نهایت ساختار مرتبه ۴ تنها نیاز بهسه تقویت کننده عملیاتی داشته باشد. لذا نسبت به ساختارهای مشابه تعداد عناصر فعال آن کم می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که اگر OSR=۱۶ و تعداد بیت کوانتایزر ۴ و فرکانس نمونه برداری ۶۴ مگا سمپل بر ثانیه باشد، با این ساختار میتوان دقت ۱۴ بیت به ازای پهنای باند سیگنال ورودی ۲ مگاهرتز به دست آورد. با مقایسه عملکرد ساختار ارائه شده با ساختارهای مشابه، مشخص میشود که طراحی فوق از پهنایباند و دقت بالاتری در ازای اندک افزایش توان مصرفی برخوردار است.

Keywords:

مدولاتور سیگما-دلتا , فیلتر IIR , باند وسیع , کم اعوجاج , تزویج نویز