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基于Σ-Δ调制的比特流Hopfield人工神经网络及在片训练系统

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信息与控制 2014年第1期43卷 1-8页

作者：郭晓丹孟桥东南大学射频与光电集成电路研究所江苏南京210096 东南大学射频集成电路与系统教育部工程研究中心江苏南京210096

提出了一种基于Σ-Δ调制的单比特Hopfield人工神经网络(HNN)的设计方法.网络中各神经元的输入输出均为基于Σ-Δ调制的单比特信号,这解决了多比特并行分布网络扇入扇出的难题.同时在设计12神经元全并行Hopfield网络过程中,通过数字后... 详细信息

提出了一种基于Σ-Δ调制的单比特Hopfield人工神经网络(HNN)的设计方法.网络中各神经元的输入输出均为基于Σ-Δ调制的单比特信号,这解决了多比特并行分布网络扇入扇出的难题.同时在设计12神经元全并行Hopfield网络过程中,通过数字后端设计,优化了关键模块,减小了系统的面积及功耗.最后采用同步扰动学习算法(SLA)实现了在片训练系统,通过此训练系统Hopfield网络实现了文字的联想记忆.

关键词：比特流人工神经网络 Hopfield ∑-△ FPGA Astro

16位音频ADC非理想型Σ-Δ调制器的建模

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微电子学 2008年第5期38卷 618-621页

作者：李向文顾晓峰臧佳锋徐振江南大学信息工程学院江苏无锡214122 无锡友芯集成电路设计公司江苏无锡214122

对一款适于16位音频A/D转换器的Σ-Δ A/D调制器进行了系统级设计,考虑了影响调制器性能的各种非理想因素,建立了一整套噪声模型,并进行了仿真分析。将仿真结果与未考虑非理想因素的结果进行比较,可以看出,考虑了非理想因素的建模更能... 详细信息

对一款适于16位音频A/D转换器的Σ-Δ A/D调制器进行了系统级设计,考虑了影响调制器性能的各种非理想因素,建立了一整套噪声模型,并进行了仿真分析。将仿真结果与未考虑非理想因素的结果进行比较,可以看出,考虑了非理想因素的建模更能预测实际电路的性能,从而更好地为晶体管级电路设计做铺垫。

关键词： A/D转换器 ∑-△ A/D调制器非理想因素噪声模型

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∑-Δ A/D转换器混合电路建模方法研究

制造业自动化 2006年第9期28卷 92-94页

作者：秦华标王飞华南理工大学电子与信息学院广东广州510640

由于具有转换精度高和其他一系列优点,∑-Δ过采样A/D转换技术近年来颇受重视,而模拟和混合信号系统的硬件描述语言VHDL-AMS为其提供了一种良好的设计方法。本文根据∑-ΔA/D转换器的原理,建立了一个包括二阶∑-Δ调制器和抽取滤波器的... 详细信息

由于具有转换精度高和其他一系列优点,∑-Δ过采样A/D转换技术近年来颇受重视,而模拟和混合信号系统的硬件描述语言VHDL-AMS为其提供了一种良好的设计方法。本文根据∑-ΔA/D转换器的原理,建立了一个包括二阶∑-Δ调制器和抽取滤波器的转换器VHDL-AMS模型,同时结合Szermer提出的模型,对两种结构进行了仿真、比较和分析。

关键词： ∑-△ A/D转换器 VHDL-AMS 建模方法混合信号

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Σ-Δ微加速度计系统模型研究

探测与控制学报 2006年第4期28卷 55-57页

作者：赵纪伟田梦君古玉锋西北工业大学机电学院陕西西安710072

论述了二阶Σ-Δ调制器的基本原理,将Σ-Δ调制技术应用于微加速度计系统设计,运用冲激响应不变法,建立了系统的离散时间模型。采用最小均方方法,将量化器等效为线性增益与量化噪声的叠加,建立了系统的准线性模型。对系统的频率特性进... 详细信息

论述了二阶Σ-Δ调制器的基本原理,将Σ-Δ调制技术应用于微加速度计系统设计,运用冲激响应不变法,建立了系统的离散时间模型。采用最小均方方法,将量化器等效为线性增益与量化噪声的叠加,建立了系统的准线性模型。对系统的频率特性进行了分析,结果表明,基于该技术的微加速度计系统在工作频段内噪声能够得到有效的消除。

关键词：微机电加速度计 ∑-△ 调制器

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∑-△微加速度计系统研究

∑-△微加速度计系统研究

作者：赵纪伟西北工业大学

学位级别：硕士

加速度计是最重要的惯性仪表之一，用于惯性导航和惯性制导系统。微电容式加速度计因具有精度高、噪声特性好、漂移低、温度敏感性小、功耗低等优点而得到广泛应用。在加工工艺方面，与体微机械加工相比表面微机械加工具有工艺简单，容... 详细信息

加速度计是最重要的惯性仪表之一，用于惯性导航和惯性制导系统。微电容式加速度计因具有精度高、噪声特性好、漂移低、温度敏感性小、功耗低等优点而得到广泛应用。在加工工艺方面，与体微机械加工相比表面微机械加工具有工艺简单，容易与CMOS电路集成等优点。在控制方式上，闭环方式可以改善系统的线性度、动态性能和带宽，同时可以降低对加工工艺的要求。∑-△调制是一项广泛应用于低频领域实现高分辨率模数转换的技术。∑-△微加速度计是将∑-△调制技术应用于电容式表面微加速度计实现闭环控制方式的一个微机电系统。它具有直接提供数字输出、易采用高密度CMOS工艺实现、能实现加速度计与数字信号处理电路的集成等优点而受到关注。本文介绍了电容式微加速度计的基本原理，指出了闭环控制方式的优点，结合∑-△调制技术，设计了一种闭环控制模式的电容式微加速度计——∑-△微加速度计的系统模型。在MATLAB SIMULINK环境下创建了∑-△微加速度计的仿真模型。对仿真模型的输出信号做了频谱分析。设计了仿真模型输出的数字信号处理模块，并通过编程使其得以实现。运用数字信号处理模块将仿真模型的PWM输出信号解调并还原了输入波形。改变输入信号幅度、反馈增益系数、放大器增益、比较器增益等参数以及相位补偿器的位置进行了仿真。采用正弦最小误差法对还原后的波形进行了分析。建立了∑-△微加速度计中静电力反馈作用下机械结构的等效电学模型。综合权衡相位补偿器在电路中不同位置的优劣点，建立了相位补偿器置于反馈通道的全系统的PSPICE仿真模型。仿真结果表明，信噪比可以达到75dB。对系统的噪声进行了分析，提出了改善系统性能的方法。建立了PSPICE中可在用户属性面板中设置器件尺寸、支持图形输入的四端口MOS管仿真模型。完成了0.18gm工艺OTA电路、比较器、寄存器以及相位补偿器的CMOS电路设计，并运用PSPICE工具分别对其进行了性能仿真。结果表明，本文所设计的各电路模块满足实现μg分辨率加速度计的设计要求。

关键词： ∑-△ MEMS 加速度计 MATLAB CMOS PSPICE

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Σ-Δ模拟/数字转换器综述

微电子学 2006年第4期36卷 456-460页

作者：张媛媛姜岩峰北方工业大学信息工程学院微电子中心北京100041

Σ-ΔA/D转换器是利用速度换取精度的高精度模拟/数字转换器。文章分析了Σ-ΔA/D转换器的产生、组成和优势,重点介绍了Σ-Δ调制器结构及其性能指标,简要介绍了数字抽取滤波器。对Σ-ΔA/D转换器国内外发展状况进行了全面的分析。在此... 详细信息

Σ-ΔA/D转换器是利用速度换取精度的高精度模拟/数字转换器。文章分析了Σ-ΔA/D转换器的产生、组成和优势,重点介绍了Σ-Δ调制器结构及其性能指标,简要介绍了数字抽取滤波器。对Σ-ΔA/D转换器国内外发展状况进行了全面的分析。在此基础上,论述了Σ-ΔA/D转换器未来的发展趋势。

关键词：模拟/数字转换器 ∑-△ A/D转换器 ∑-△调制器有限冲击响应滤波器

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应用于线性隔离传输系统的∑-△调制器设计

应用于线性隔离传输系统的∑-△调制器设计

作者：谢思怀西安电子科技大学

学位级别：硕士

在许多数据采集和传输系统中,信号采集端和处理模块之间可能会产生比较大的干扰噪声。为了降低这部分噪声的影响,通常会在传输路径中加入一个信号隔离器,以“断开”它们之间的直接电气连接。一般来说,隔离器的线性度是有限的,因此若要... 详细信息

在许多数据采集和传输系统中,信号采集端和处理模块之间可能会产生比较大的干扰噪声。为了降低这部分噪声的影响,通常会在传输路径中加入一个信号隔离器,以“断开”它们之间的直接电气连接。一般来说,隔离器的线性度是有限的,因此若要传输高精度的模拟信号,通常需要先将其转换成相应的数字形式,为此需要一个中速高精度的A/D转换器。而在该领域中,连续时间Sigma-Delta ADC以其自带抗混叠滤波特性和低功耗的优势,成为了目前的研究热点之一。本文针对线性隔离传输系统的应用,对中等带宽、高精度和低功耗的Sigma-Delta调制器进行研究,并设计了一种三阶4位量化的前馈型拓扑结构。在设计过程中,首先对比了几种常用的环路滤波器结构,并在前馈结构的基础上做了改进,既节省了量化器前面的额外加法器,又避免了混合结构导致的DAC数量增加。接着利用Simulink工具对调制器系统进行建模,从理论和模型仿真两个角度,分析了多种非理想因素对调制器性能的影响,确定了电路设计所需的性能参数。最后根据这些参数设计了调制器的各模块电路,包括三阶环路滤波器、4位量化器、4位反馈DAC以及DWA非线性校正电路。其中,环路滤波器的运放采用两级结构,并利用Class AB输出级提高运放的转换速率。量化器采用的是SAR结构,相对传统的Flash结构而言,可以实现更低的功耗和更小的面积。考虑到精度和速度的要求,反馈到第一级积分器输入端的DAC采用的是高性能的电流舵结构。此外,为了降低调制器系统对DAC失配的要求,还在其基础上加入了一阶DWA非线性校正电路。由于SAR量化器引入的延迟时间较长,可能导致潜在的环路稳定性问题。为此本文在调制器环路中加入了一个额外的零阶反馈通路,用于补偿量化器所带来的额外延迟。在补偿电路设计的过程中发现,传统基于电流舵的ELD补偿方案会在环路中引入额外的极点,可能导致系统的稳定性降低。因此本文提出并设计了一种基于开关电容反馈DAC的ELD补偿方案。经过仿真和对比发现,电容方案所能实现的精度和稳定性更高,并且功耗更低。本次课题基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,完成了三阶4位量化连续时间Sigma-Delta调制器的电路设计和前仿真工作。仿真结果显示,在64MHz的采样频率下,当DAC的单元失配标准差为1%时,调制器在1.333MHz带宽内的SNDR约为83.6dB,有效位数达到13.6位,在1.8V供电电压下所消耗的功率仅为2.587mW,对应的FOMW值只有78.4fJ/conv-step,基本上达到了预期的设计要求。

关键词：信号隔离 ∑-△ 开关电容延迟补偿逐次逼近量化器

AD7175-2 ∑-△型ADC:集成真轨到轨输入缓冲器,满足化学分析和环境仪器的精密检测需求

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世界电子元器件 2014年第12期 60-61页

作者：韩霜

随着人们对个人安全的日益重视,对于生产、生活中所面临的环境安全问题受到了越来越多的专注。但对于专注于解决这一领域的各项问题的工程师来说,单单只是观念上的重视还远远不够,只有从技术上对污染源头进行严格的测试和把控,才有可能... 详细信息

随着人们对个人安全的日益重视,对于生产、生活中所面临的环境安全问题受到了越来越多的专注。但对于专注于解决这一领域的各项问题的工程师来说,单单只是观念上的重视还远远不够,只有从技术上对污染源头进行严格的测试和把控,才有可能为人们真真正正地带来安全的工业生产和生活。根据ADI公司在化学分析和环境仪器领域的首要合作伙伴世健公司援引SCI的数据显示,从2009年至今,化学分析和环境仪器的市场一直呈增长趋势,其中2013年中国市场规模为40亿美元，占有率为8．68％，且增长速度远远大于全球的增长速度。

关键词：环境安全问题化学分析输入缓冲器精密检测仪器轨到轨 ADC ∑-△

高精度∑-△音频DAC省面积插值器的设计与ASIC实现

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电声技术 2008年第7期32卷 36-39页

作者：付洁邹月娴北京大学深圳研究生院集成微系统科学工程与应用重点实验室广东深圳508055

介绍了一种用于∑-△音频DAC中能有效节省面积的插值器设计与ASIC实现方法。阐述了插值器的基本原理及常用设计方法。针对单级多倍插值器电路硬件消耗较大的问题,提出了4级级联多倍插值器结构和串行计算的电路架构。采用Synopsys和Cade... 详细信息

介绍了一种用于∑-△音频DAC中能有效节省面积的插值器设计与ASIC实现方法。阐述了插值器的基本原理及常用设计方法。针对单级多倍插值器电路硬件消耗较大的问题,提出了4级级联多倍插值器结构和串行计算的电路架构。采用Synopsys和Cadence公司的EDA工具进行了完整的硬件电路设计、仿真和版图设计。芯片留片采用VIS公司3.3V,0.35#m的CMOS工艺。

关键词： ∑-△ 音频DAC 插值器过采样 ASIC实现