Wideband High-Performance Sigma-Delta Modulators for High-Speed Communications [article]

Yi Yin, Technische Universität Berlin, Technische Universität Berlin, Heinrich Klar
<span title="2006-08-24">2006</span>
Heutzutage ist es möglich Millionen von Transistoren auf einem einzigem Chip zu integrieren, wobei Submikron CMOS Technologien angewendet werden. Gleichzeitig hat sich die Geschwindigkeit der digitalen Schaltungen in den GHz-Bereich erhöht. Wegen der permanenten Entwicklung der digitalen CMOS Technologie ist es möglich die anaolge Signalverarbeitung in den digitalen Bereich zu verschieben. Damit vermeidet man den Einsatz der teuren analogen Schaltungen. Dadurch steigen aber die Anforderungen an
more &raquo; ... die A/D-Umsetzer bezüglich Auflösung und Bandbreite. Besonders in modernen Kommunikationssystemen benötigt man A/D-Umsetzer mit mehr als 14-bit Auflösung und 90 dB Spurious-free Dynamische Bereich (SFDR). Die andere, gleichzeitige gewünschte Schlüsseleigenschaft von A/D-Wandlern sind Wandlungsraten von zehn MSample/s bis zu mehreren hundert MSample/s. Mit der Erhöhung der gewünschten Signal-Wandlungsrate wird das Einschwingverhalten zum Engpaß bei den gegenwärtigen breitbandigen Sigma-Delta Modulatoren mit geschaltete Kapazitäten (SC). In dieser Dissertation, wurde ein systematischer Entwurf von Sigma-Delta Modulatoren mit hoher Bandbreite und hoher Auflösung vorgestellt. Es wurde ein kaskadierte Sigma-Delta-Modulator 5. Ordnung (2-1-1-1) beschrieben, der mittels der BICMOS-Technologie die gewünschten Eigenschaften, auch bezüglich des Einschwingverhaltens, aufweist. Erreicht wird dies durch einen neuartigen Operationsverstärker, der die geforderten guten elektrischen Eigenschaften besitzt. Weiter wird in der Arbeit beschrieben, wie alle für den Modulator notwendigen Grundschaltungen entworfen werden können. Ein wesentlicher Teil der Arbeit stellt die Entwicklung eines Simulationswerkzeuges dar, mit dessen Hilfe die nichtidealen Effekte in Sigma-Delta-Modulatoren gut simuliert werden können. Diese Werkzeuge dienten der Entwicklung von verbesserten Strukturen. Als Alternaitve hierzu wurde ein kaskadierter Modulator entwickelt, der mit einer reinen CMOS-Technologie implementiert werden kann. In der Literatur kann man lesen, d [...]
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