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Systematischer Entwurfsprozess für Sigma-Delta A/D Umsetzer mit parametrisierbarer Optimierung

具有可参数化优化的 Sigma-Delta A/D 转换器的系统设计流程

基本信息

批准号：
132607068
负责人：
Professor Dr.-Ing. Wolfgang Mathis
金额：
--
依托单位：
Institut für Theoretische Elektrotechnik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2009
资助国家：
德国
起止时间：
2008-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/132607068?language=en
关键词：
Systematischer Entwurfsprozess Sigma Delta Umsetzer

项目摘要

Analog-Digital Umsetzer gehören zu den grundlegendsten Schaltungskomponenten jeder modernen, mikroelektronischen Schaltung. In letzter Zeit hat dabei der sogenannte Sigma- Delta Umsetzer sowohl im akademischen als auch industriellen Umfeld besonderes Interesse erlangt, da er in neuen Technologien bisher ungeahnte Umsetzraten und Geschwindigkeiten erreicht, und daneben fehlertolerant hohe Auflösungen bei niedrigem Leistungsverbrauch liefert. Das Prinzip des Sigma-Delta (∑∆) Wandlers basiert dabei auf einem Regelkonzept, das durch Filterung den Fehler des Quantisierungsprozesses unterdrückt, und damit eine hohe Auflösung erzielt. Doch während der Entwurf von monolithisch integrierten Filtern seit 3 Jahrzehnten kontinuierliche Fortschritte gemacht hat, basiert der Entwurf von Filtern Im ∑∆ Wandler übenwiegend auf Filterarchitekturen der 70er Jahre, unter anderem der Kaskade von Integratoren. In Publikationen als „neue Filter bezeichnete Architekturen sind meist davon leicht modifizierte Versionen.Dieser Sachverhalt legt nahe, wie dringend eine grundlegende Untersuchung und ein automatisiertes Werkzeug für den optimalen Entwurf von Filtern für ∑∆ Modulatoren sind. Hierbei bezieht sich optimal auf noch näher zu bestimmende Eigenschaften des Gesamtsystems. Das vorgeschlagene Forschungsvorhaben soll bisher vorgestellte Filter für ∑∆ Modulatoren auf ihre grundlegenden Prinzipien des Filterentwurfs reduzieren und die davon ausgehenden Vor- und Nachteile für die Nutzung in Sigma-Delta Wandlern charakterisieren. Ausgehend von typischen Entwurfskriterien für den ∑∆ Umsetzer sollen sodann weitere Filterarchitekturen auf ihren Einsatz im Sigma-Delta Wandler hin untersucht werden. Das darauf aufbauende Ziel ist eine halbautomatische Entwurfsmethode mit parametrisierbarer Optimierung von Filtern für ∑∆ Modulatoren. Im Rahmen dieses Entwurfsprozesses soll die Filterstruktur nicht a priori festgelegt werden oder gar eine Standardisierung der Architektur des Gesamtsystems erfolgen, da dies für den potenziellen Nutzerkreis - Entwicklern von A/D-Umsetzen - nicht hilfreich ist und nicht akzeptiert würde. Der Nutzer des angestrebten Entwurfswerkzeugs soll auch weiterhin seine Prioritäten setzen können, aber mit dem in diesem Vorhaben erforschten Verfahren für diese Prioritäten den optimalen Filter in dem oben genannten Sinne entwerfen können.Die Zusammenführung der Expertisen der Antragsteller auf dem Gebiet der Modellierung und des integrierten Entwurfs von Sigma-Delta A/D Umsetzern (Ortmanns) mit der Signalund Filtertheorie sowie Simulation und Optimierung (Mathis) ermöglicht eine grundlegende und zukunftsweisende Arbeit in dem vorgeschlagenen Forschungsprojekt.

Analog-Digital Umsetzer gehören zu den grundeldsten Schaltungskomponenten jeder modernen，mikroelektronischen Schaltung.在当今时代，西格玛-德尔塔公司在学术界也受到了工业界的关注，他们对新技术的兴趣越来越大，对环境的影响越来越大，而且对新技术的宽容程度越来越高。Sigma-Delta（Σ-Δ）Wandlers的原理基于规则，通过量化过程的滤波，并将其扩展到更高的水平。单片集成滤波器的设计已经持续了3年，基于70年来滤波器的设计，集成滤波器的设计一直在进行中。在Publikationen als“neue Filter bezeichnete Architekturen sind meist davon leicht modifizierte Versionen.Dieser Sachverhalt legt nahe，wie dringend eine grundlegende Untersuchung und ein automatisiertes Werkzeug für den optimalen Entwurf von Filtern für ∑ ️ Modulatoren sind.这是最优的，也是最好的，可以用来估计整体系统的特征。该滤波器可用于∑-Δ调制器，其基本原理是减小滤波器的尺寸，并可用于Sigma-Delta Wandlern特性中的Nutzung。Ausgehend von typischen Entwurfskriterien für den Σ-Δ Umsetzer sollen sodann weitere Filterarchitekturen auf ihren Einertim Sigma-Delta Wandler hin untersucht韦尔登.这是一种半自动化的插值方法，它具有用于∑ Δ调制器的滤波器的参数化优化。In Rahmen dieses Entwurfssprozesses soll die Filter struktur nicht a priori festgelegt韦尔登or gar eine Standardisierung der Architektur des Gesamtsystems erfolgen，da dies für den potenziellen Nutzerkreis - Entwicklern von A/D-Umsetzen - nicht hilfreich ist und nicht akzeptiert würde. Der Nutzer des angestrebten Entwurfswerkzeugs soll auch weiter hin seine Prioritäten setzen können，在Sigma-Delta A/D系统的建模和集成过程中，对最优滤波器的优先级进行了研究.（Ortmanns）用信号滤波理论和最优化方法（马西斯）进行了一项基础性的工作，并在今后的研究中取得了很大的进展。