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【6h】

用于红外焦平面阵列的增量型sigma-delta ADC

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摘要

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 论文研究意义及内容

1.3 论文结构

第二章 模数转换器基本原理及性能指标

2.1 采样和量化

2.1.1 采样

2.1.2 量化

2.2 模数转换器的性能指标

2.2.1 静态特性

2.2.2 动态特性

第三章 增量型sigma-delta ADC理论及电路非理想因素分析

3.1 一阶增量型sigma-delta ADC基本结构及原理

3.1.1 双斜率模数转换器

3.1.2 一阶增量型sigma-delta ADC

3.2 高阶增量型sigma-delta ADC基本结构及原理

3.2.1 二阶增量型sigma-delta ADC基本原理

3.2.2 高阶增量型sigma-delta ADC结构分析

3.3 增量型sigma-delta ADC的非理想特性

3.3.1 电容失配

3.3.2 积分器泄漏

3.3.3 积分器建立误差

3.3.4 电路噪声

3.3.5 时钟抖动

3.3.6 电路非线性分析

第四章 增量型sigma-delta ADC电路实现

4.1 增量型sigma-delta ADC整体结构

4.2 时序电路

4.2.1 控制时序

4.2.2 时钟产生

4.3 调制器

4.3.1 积分器电路

4.3.2 比较器电路

4.4 滤波器

第五章 增量型sigma-delta ADC电路性能

5.1 反相器运放

5.2 比较器

5.3 转换性能

第六章 本次设计工作总结及后续工作展望

6.1 本次设计工作总结

6.2 后续工作展望

参考文献

致谢

声明

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摘要

随着工艺和设计技术的不断发展,红外焦平面阵列的应用不仅包含军事领域的对地观测、情报获取、战场监视、限制大规模毁灭性武器扩散监控以及目标侦测,更拓展到民用市场,诸如多光谱和超广谱遥感、太空天文观测、医疗卫生等领域都有广阔的应用前景。红外焦平面的广泛运用,离不开后级读出电路的处理,这就对读出电路的主要部分——模数转换器(ADC)提出了越来越高的要求。
  本文基于红外焦平面的实际应用,对其后级读出电路的设计进行了研究,最终选择近年来逐渐广泛应用的增量型sigma-delta ADC作为主要研究方向,针对具体应用实例,设计了一个用于红外焦平面阵列读出电路的增量型sigma-deltaADC。通过MATLAB以及理论推导对其结构合理性和有效性进行了验证,确保其结构能够实现设计指标,并就电路实现中可能遇到的各种问题进行了研究,在此基础上完成了整体模数转换器的电路设计。电路设计采用了反相器作为运放,后级滤波采用了级联加法器结构,在保证电路性能的前提下极大地降低了功耗。

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