摘要:为满足10 位高分辨率A/D 转换器的需要,设计了一种高速高精度钟控电压比较器,着重对其速度和回馈噪声进行了分析与优化。该比较器采用前置预放大器结构实现了高比较精度,利用两级正反馈环路结构的比较锁存器提高了比较器的速度, 隔离技术和互补技术的应用实现了低回馈噪声。基于TSMC 0.18 μm CMOS 标准工艺, 用CadenceSpectre 模拟器进行仿真验证,结果表明比较器的工作频率可达300 MHz,LSB(Least Significant Bit)为±1 mV,传输延时为360 ps,功耗为2.6 mW,可达到10 位的比较精度。该电路可适用于高速高精度模数转换器与模拟IP
2025-04-13 17:39:34 544KB
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在雷达、导航等军事领域中,由于信号带宽宽,要求ADC的采样率高于30MSPS,分辨率大于10位。目前高速高分辨率ADC器件在采样率高于10MSPS时,量化位数可达14位,但实际分辨率受器件自身误差和电路噪声的影响很大。在数字通信、数字仪表、软件无线电等领域中应用的高速ADC电路,在输入信号低于1MHz时,实际分辨率可达10位,但随输入信号频率的增加下降很快,不能满足军事领域的使用要求。 ADC(Analog-to-Digital Converter)是将模拟信号转换为数字信号的关键部件,在现代电子系统中扮演着至关重要的角色。高速高分辨率ADC尤其在雷达、导航等军事领域中有着广泛的应用,因为这些系统通常需要处理宽频带信号,对ADC的采样率和分辨率有较高要求。通常,采样率需超过30MSPS(百万样本每秒),分辨率至少为10位。当前的高速高分辨率ADC技术已经能够实现超过10MSPS采样率时的14位量化位数。 然而,实际分辨率受到ADC器件本身的误差和电路噪声的影响。在数字通信、数字仪表和软件无线电等领域,当输入信号频率较低时,例如低于1MHz,可以达到10位的分辨率,但随着输入信号频率的增加,分辨率会迅速下降,无法满足军事应用的需求。 本篇文章重点探讨了在不依赖过采样、数字滤波和增益自动控制等高级技术的情况下,如何提高高速高分辨率ADC的实际分辨率,以最大程度地接近ADC器件自身的理论分辨率,进而提升ADC电路的信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)。 ADC的信噪比是衡量其性能的重要指标,它直接影响到转换结果的精度。有效位数(Effective Number of Bits, ENOB)常用来表示ADC的实际分辨率。对于不采用过采样的情况,ENOB与ADC的信噪失真比(SINAD)有关,公式(1)给出了ENOB与SINAD的关系。SNR则是指输入信号有效值与ADC输出信号噪声的有效值之比,它与总谐波失真(THD)有关。当THD恒定时,SNR越高,ENOB越大。 影响ADC SNR的因素众多,包括量化误差(量化噪声)、非线性误差(如积分非线性误差INL和微分非线性误差DNL)、孔径抖动以及热噪声等。量化误差是ADC固有的,非理想ADC的量化间隔不均匀(DNL)会导致SNR下降。孔径抖动是由采样时钟不稳定引起的,它导致信号采样不一致,进而引入误差。热噪声源自半导体器件内部的分子热运动。 理想ADC的SNR可以通过计算量化噪声与输入信号电压有效值的比例得到,而实际ADC的SNR还会受到DNL、孔径抖动和热噪声等的影响。DNL会导致量化间隔不均匀,从而增加噪声;孔径抖动引起信号非均匀采样,增加误差;热噪声主要来源于半导体材料的热运动,对SNR也有负面影响。 通过深入理解这些影响因素,并在电路设计和器件选择上进行优化,文章中提出了一种高速高分辨率ADC电路。实测结果显示,当输入信号频率分别为0.96MHz和14.71MHz时,该电路的实际分辨率分别达到了11.36位和10.88位,显著提高了在高频信号下的转换精度。 提高ADC的信噪比和实际分辨率是一项复杂的任务,涉及到理论分析、电路设计和器件选择等多个层面。通过不断优化,可以克服高速高分辨率ADC在处理高频信号时分辨率下降的问题,从而更好地服务于军事和其他对信号质量有严格要求的领域。
2025-04-11 09:54:42 166KB ADC信噪比 高分辨率 ADC电路
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使用Panel Data模型进行不同路段交通事故的统计回归,可以识别路段样本间的固有差异以及未观测到的变量影响。作者介绍了个体固定效应模型和随机效应模型的建立过程和相关检验,并以京津塘高速为例,分别建立了一般混合回归模型、个体固定效应模型和随机效应模型,通过Hausman检验比较模型效果,最终得出个体固定效应模型更加合理、适合于高速公路事故分析的结论。
2025-04-11 00:37:53 309KB 工程技术 论文
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**嵌入式系统与ARM高速数据采集系统设计** 在当今科技快速发展的时代,嵌入式系统扮演着至关重要的角色,特别是在高速数据采集领域。ARM架构的嵌入式系统因其高效能、低功耗和可扩展性,成为设计高速数据采集系统的核心选择。本篇报告详细阐述了基于ARM7微处理器S3C44B0X的高速数据采集系统设计,旨在实现高精度、多通道的数据采集、显示和传输功能。 **1. 高速数据采集系统的必要性与重要性** 随着工业技术的进步,数据采集系统广泛应用于各种领域,如工业生产监控、科学研究、医药器械、电子通信和航空航天等。它们能够将模拟信号转换为数字信号,便于进一步处理和分析,从而提升生产效率和科研水平。特别是对于实时性、可靠性和性能要求高的应用,高速数据采集系统显得尤为关键。 **2. 系统设计目标与原则** 设计基于S3C44B0X的高速数据采集系统时,主要考虑以下目标: 1) 实时性:系统需要具备实时监测和处理大量过程参数的能力,要求有实时时钟和中断处理机制。 2) 可靠性:由于工作环境可能恶劣,系统需具备抗干扰能力和良好的采集速度。 3) 简单结构与低功耗:系统设计应简洁,功耗低,以确保长期稳定运行。 **3. 硬件与软件设计** 硬件部分主要包括数据采集模块、存储模块,而软件部分则负责硬件控制和数据处理。S3C44B0X作为控制核心,其内置的多种功能部件(如8KB Cache、LCD控制器、ADC、UART、DMA等)使得系统集成度高,降低了成本,提高了性能。 **4. S3C44B0X处理器特性** S3C44B0X采用ARM7TDMI内核,具有0.25um工艺的CMOS标准,提供8KB Cache和可选内部SRAM,支持多种外部存储器接口。其丰富的外设接口如IIC、IIS、SIO等,以及带有PWM功能的定时器和8通道10位ADC,为实现高速数据采集提供了强大支持。 **5. 数据采集与处理** 系统选用高精度模数转换芯片AD7663,通过与S3C44B0X的接口电路连接,实现模拟信号到数字信号的高速转换。软件部分编写程序代码,处理采集到的数据,并通过UART或网络接口进行数据传输。 **6. 性能优化与可扩展性** 设计中还讨论了如何提高系统的速度、稳定性和可扩展性,例如通过优化中断处理、利用DMA进行数据传输以减少CPU负载,以及合理布局硬件电路来降低噪声。 总结,基于ARM的高速数据采集系统设计是现代嵌入式技术的重要应用,S3C44B0X处理器的特性使其成为理想的选择。此系统不仅满足了高速、高精度的采集需求,还兼顾了可靠性、低功耗和可扩展性,展示了嵌入式系统在数据采集领域的巨大潜力和广泛应用前景。
2025-04-10 13:54:19 284KB
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基于FPGA设计了一高速数字下变频系统,在设计中利用并行NCO和多相滤波相结合的方法有效的降低了数据的速率,以适合数字信号处理器件的工作频率。为了进一步提高系统的整体运行速度,在设计中大量的使用了FPGA中的硬核资源DSP48。Xilinx ISE14.4分析报告显示,电路工作速度可达360MHz。最后给出了在Matlab和ModelSim中仿真的结果,验证了各个模块以及整个系统的正确性。
2025-04-07 16:11:40 729KB 多相滤波
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高速切削加工过程中,影响表面完整性的因素是非常复杂的。从3个方面对近几年来高速切削表面完整性研究的现状进行了综述:表面粗糙度的研究、表面残余应力的研究、加工表面硬化的研究,为进一步研究表面完整性具有指导意义。
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设计了一个高速电压比较器,比较器由前置放大器和带复位端的动态比较器组成。采用charted 公司的0.35um/3.3v 模型,通过CADENCE 进行模拟仿真,电路获得了高速、高分辨率的特性。在100Ms/s 的工作频率下电路消耗0.29mw 的功耗,并且具有6.5mv 的低失调电压。因此,该电压比较器可适用于流水线ADC。
2025-04-02 10:31:27 226KB 数据转换
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为满足10位高分辨率A/D转换器的需要,设计了一种高速高精度钟控电压比较器,着重对其速度和回馈噪声进行了分析与优化。该比较器采用前置预放大器结构实现了高比较精度,利用两级正反馈环路结构的比较锁存器提高了比较器的速度,隔离技术和互补技术的应用实现了低回馈噪声。基于TSMC 0.18 μm CMOS标准工艺,用Cadence Spectre 模拟器进行仿真验证,结果表明比较器的工作频率可达300 MHz,LSB(Least Significant Bit)为±1 mV,传输延时为360 ps,功耗为2.6 mW,可达到10位的比较精度。该电路可适用于高速高精度模数转换器与模拟IP核的设计。
2025-04-02 09:41:49 960KB 高速比较器
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大功率直流电机驱动板设计方案(基于IR2103芯片和高速光耦的H桥电机驱动方案,详尽驱动流程,全套技术支持),大功率H桥电机驱动板电路设计方案 此大功率直流电机驱动板采用ir2103驱动芯片,可同时驱动两路电机,使用10m高速光耦对控制信号进行隔离,最大额定电流可达100A,方案包括:硬件原理图,PCB(可直接打样测试),BOM表(直接拿后元器件),STM32测试程序,硬件测试方案,接线图等。 ,核心关键词:大功率H桥电机驱动板;ir2103驱动芯片;双路电机驱动;10m高速光耦;控制信号隔离;硬件原理图;PCB设计;BOM表;STM32测试程序;硬件测试方案;接线图。,大功率H桥电机驱动板:双路驱动、高隔离度、STM32控制电路设计方案
2025-03-27 15:11:54 918KB edge
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通环(2018)8325高速铁路路基插板式声屏障安装图;
2025-03-20 17:36:39 11.21MB
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