博碩士論文 955201017 詳細資訊




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姓名 陳威佐(Wei-Tso Chen)  查詢紙本館藏   畢業系所 電機工程學系
論文名稱 用於數位D類放大器的高效能三角積分調變器設計
(Design of High-Performance Sigma-Delta Modulators for Class-D Digital Amplifiers)
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摘要(中) 本論文提出一種應用於數位D類放大器的高效能三角積方調變器電路。D類放大器較傳統AB類的音頻放大器具有更高效能的優勢,而數位化的D類放大器可以簡化音頻轉換器電路,節省電路面積與功耗。然而傳統D類放大器使用脈衝寬度訊號來實現,除了諧波失真嚴重外,較小的訊號動態範圍造成效能不佳。本論文的D類放大器設計使用三角積分調變技術產生脈衝訊號,用以改善上述缺點。藉由分析兩種不同回授架構的三角積分調變器電路並研究兩者對D類放大器的好壞,本論文提出一個新三角積分調變器電路架構,使之較傳統電路有更廣的動態範圍和更低的諧波失真。經硬體實現驗證顯示,本論文所提的新架構,電路複雜度與傳統架構相仿,而諧波失真較之傳統架構降低了大約10%左右;其調變指數可達100%,大幅改善傳統架構最大輸入振幅受限的缺點。本論文所提的新架構能有效提升電路效能與品質。
摘要(英) A high performance sigma-delta modulator for class-D audio amplifiers is proposed in this thesis. Class-D topology is superior to class-AB one for its higher efficiency. In addition, realizing class-D amplifier by all digital can greatly reduce audio data converter circuits, saving hardware and power consumption. However, the traditional class-D amplifier based on pulse-width modulation suffers from larger harmonic distortions and poor performance caused by limited dynamic range. This research uses sigma-delta modulation techniques to mitigate such drawback. By analyzing two different types of sigma-delta modulator topologies, a new architecture is proposed. The experimental results show that, compared to the conventional class-D sigma-delta modulators, the proposed architecture can improve total harmonic distortions about 10% and can operate with a modulation index of 100% maximum input range, with same hardware complexity.
關鍵字(中) ★ 三角積分調變器
★ 數位D類放大器
關鍵字(英) ★ Sigma-Delta Modulators
★ Class-D Digital Amplifiers
論文目次 摘要i
英文摘要ii
致謝iii
目錄iv
圖目錄vii
表目錄x
第一章 介紹 1
1-1 簡介 1
1-2 動機 2
1-3 論文組織 3
第二章 D類放大器 4
2-1 音頻放大器 4
2-2 D類放大器 6
2-3 訊號調變方式 8
2-3-1 類比脈衝調變 8
2-3-2 數位脈衝調變 10
2-4 PCM轉PDM訊號 11
第三章 低階 調變器 13
3-1 類比數位轉換器種類 13
3-2 類比數位轉換器原理 16
3-2-1 量化誤差 17
3-3 類比數位轉換器效能評估 19
3-3-1 解析度 19
3-3-2 總諧波失真 20
3-3-3 奈奎斯特頻率ADC 21
3-3-4 超取樣頻率 21
3-3-5 超取樣ADC 22
3-3-6 量化階數 23
3-3-7 高頻增益 24
3-3-8 動態範圍 26
3-4 調變器 27
3-4-1 調變器的由來 27
3-4-2 調變器 28
3-4-3 低階 調變器 29
3-4-4 誤差回授的調變方式 32
第四章 高階 設計 34
4-1 高階 架構 34
4-1-1 單迴路式架構 35
4-1-2 高階誤差回授架構 38
4-2 兩種不同架構的比較 39
4-2-1 穩定度& 動態範圍 39
4-2-2 PCM訊號的SNR分析 43
4-2-3 PWM訊號的SNR分析 44
4-2-4 量化階數分析 46
4-2-5 高頻增益造成的影響 46
4-3 新架構 50
4-3-1 穩定度 52
4-3-2 輸出訊號的SNR分析 53
4-3-3 三種不同架構的比較 56
第五章 電路實現 61
5-1 設計規格 61
5-2 電路架構 61
第六章 結論 72
參考文獻 73
參考文獻 [1] R. Schreier, and G. C. Temes, “Understanding Delta-Sigma Data Converters,” IEEE Press, John Wiley & Sons, Inc,2005.
[2] F. H. Raab, “Analysis of Idealized Class-D Power Amplifiers,” Green Mountain Radio Research Company Continuing Education Seminar, Vermont, 1982.
[3]Y. Geerts, A. M. Marques, M. S. J. Steyaert, and W. Sansen, “A 3.3-V, 15-bit,
Delta-Sigma ADC with a Signal Bandwidth of 1.1MHz for ADSL Applications,”
IEEE J. Solid-state Circuits, vol. 34, no. 7, pp. 927-936, Jul. 1999.
[4]Benson,K.B, “Audio Engineering Handbook,” McGraw Hill Book Company, 1988.
[5] H. Nakagaki, N. Amada, S. Inouc, “A High Efficiency Audio Amplifier,” J.Audio Eng. Soc., Vol. 31, No. 6, pp. 984-993, June. 1983.
[6]Black,H.S, “Modulation Theory,” Van Nostrand Company, 1953.
[7]Karsten Nielsen, “Audio Power Amplifier Techniques With Energy Efficient Power Conversion,” PH.D.Thesis, April30. 1998.
[8]Joseph S. Chang, and Huiyun Li, “A Micropower Low-Distortion Digital Pulsewidth Modulator for a Digital Class D Amplifier,” IEEE Transactions on circuit and systems analog and digital signal processing, VOL. 49, NO. 4, APRIL. 2002.
[9]Leung, B, “The Oversampling Technique for Analog to Digital Conversion. A Tutorial Overview,” Analog Integrated Circuits and Signal Processing 1, pp 65-74, 1991.
[10]陳伯彥,葉威廷,葉順智, “以Sigma-Delta-Modulators為基礎之D類放大器設計,” 國立交通大學電機與控制工程研究所新竹, 2004.
[11]Peter Kiss, Jesus Arias,Dandan Li, “Stable High-Order Delta-Sigma DACS, ” IEEE Transactions on circuit and systems -I, 2003.
[12] Texas Instruments, “Out-of-Band Noise and Filtering for PCM DAC, ” Application Report, May. 2005
[13] Texas Instruments, “Out-of-Band Noise Measurement Issues for Audio Codecs,” Application Report, December. 2006.
[14] L. Yao, M. S. J. Steyaert, W. Sansen, “A 1-V 140-μW 88-dB Audio Sigma-Delta
Modulator in 90-nm CMOS,” IEEE J. Solid-state Circuits, vol. 39, no. 11, pp.
1809-1818, Nov. 2004.
[15] W. Schweber, “Electronic Communication Systems,” Prentice-Hill, Inc., 4th ed.2002.
[16] H. Inose, Y. Yasuda and J. Murakami, “A Telemetering System by Code
Modulation--△-Σ Modulation,” IRE trans. On Space Electronics and Telemetry,
vol. SET-8, pp. 204-209, Sep. 1962.
[17] R. Esslinger, G. Gruhler, R.W. Stewart, “Digital Power Amplification based on Pulse-Width Modulation and Sigma-Delta Loops. A comparison of current solutions.”
[18] Takao Hinamoto and Shuji Kan'no, “High-Order Error Feedback for Noise Reduction in State-Space Digital Filters,” in proc.ICASSP,IEEE, vol.3, pp.1387 – 1390, 1996.
[19] L. Yao, M. S. J. Steyaert, W. Sansen, “A 1-V 140-μW 88-dB Audio Sigma-Delta
Modulator in 90-nm CMOS,” IEEE J. Solid-state Circuits, vol. 39, no. 11, pp.
1809-1818, Nov. 2004.
[20] A. Marques, V. Peluso, M. Steyaert, and W. Sansen, “Optimal parameter for
Delta-Sigma modulator topologies,” IEEE Transactions on circuit and systems - II, vol. 45, pp.1232-1241, Sept. 1998.
[21] Y. Fujimoto, P. L. Ré, and M Miyamoto, “A Delta-Sigma Modulator for a 1-Bit
Digital Switching Amplifier,” IEEE J. Solid-state Circuits, vol. 40, no. 9, pp.
1865-1871, Sept. 2005.
[22] Reid M. Hewlitt, Earl S. Swartzlander, Jr., “Canonical Signed Digit Representation for FIR Digital Filters,” IEEE Signal Processing Systems, 2000.
[23] Li Liang, Majid Ahmadi, Maher Sid-Ahmed,“Design of 2-D IIR Filters with Canonical Signed-Digit Coefficients using Genetic Algorithm,” IEEE Circuits and Systems, 2004.
[24]Fei Xu, Chip-Hong Chang and Ching-Chuen Jong,“A New Insight into Canonical Signed Digit,” Nanyang Technological University School of EEE.
[25] Masayoshi Nakamoto Tsuyoshi Yoshiya and Takao Hinamoto ,“Noise Reduction for 3-D IIR digital filters with Discrete Error Feedback Coefficients,” IEEE Circuits and Systems, 2005.
指導教授 蘇純賢、蔡佩芸
(Chun-Hsien Su、Pei-Yun Tsai)
審核日期 2008-10-21
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