HEAL DSpace

Analysis and FPGA implementation of a single-Bit two-step look-ahead ΔΣ Modulator

DSpace/Manakin Repository

Show simple item record

dc.contributor.author Ορφανός, Θανάσης el
dc.contributor.author Orfanos, Thanasis en
dc.date.accessioned 2016-04-08T06:51:17Z
dc.date.available 2016-04-08T06:51:17Z
dc.date.issued 2016-04-08
dc.identifier.uri https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42338
dc.identifier.uri http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.10213
dc.rights Default License
dc.subject ΔΣ el
dc.subject ΣΔ el
dc.subject Υλοποίηση ΔΣ διαμορφωτή el
dc.subject Διαμορφωτής el
dc.subject Πλακέτα el
dc.subject CIDF en
dc.subject Modulator en
dc.subject MSLA en
dc.subject Fpga en
dc.subject Bit-width en
dc.title Analysis and FPGA implementation of a single-Bit two-step look-ahead ΔΣ Modulator en
heal.type bachelorThesis
heal.classification Digital electronics--Congresses en
heal.classificationURI http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh2009123376
heal.language en
heal.access free
heal.recordProvider ntua el
heal.publicationDate 2015-10-15
heal.abstract Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάμε έναν single bit Digital to Digital Converter (DD) . Το σήμα εισόδου του είναι ένα ψηφιακό σήμα, μια ακολουθία αποτελούμενη από πολλά bits ενώ στην έξοδο του το σήμα αυτό απεικονίζεται από μία ακολουθία των ενός μόλις bit, {+1, −1}. Το κέρδος απ αυτή τη διαμόρφωση του σήματος είναι στη γραμμικότητα που προσδίδει η έξοδος {+1, −1}, επιτρέποντας μας έτσι να παραλείψουμε τον multi-bit Digital to Analog Converter (DAC). Η ανάκτηση του αρχικού σήματος μπορεί να γίνει μόνο με ένα Lowpass Filter. Καθώς οι multi-bit DAC έχουν εξ ορισμού πολλά επίπεδα κβαντισμού, οι όποιες ατέλειες στο αναλογικό μέρος (πυκνωτές,αντιστάσεις) θα αλλοιώσουν την τιμή των επιπέδων εισαγάγοντας μη γραμμικά φαινόμενα και επιβαρύνοντας κατ΄ αυτόν τον τρόπο τον διαμορφωτή. Ωστόσο με μόλις δύο επίπεδα κβαντισμού το σφάλμα στην αναπαράσταση του σήματος θα είναι πολύ μεγάλο. Για την αντιστάθμιση του υψηλού σφάλματος απαιτείται πολύ υψηλή ταχύτητα δειγματοληψίας. Για την υλοποίηση του ΔΣ διαμορφωτή δεν χρησιμοποιείται κάποια ευρέως διαδεδομένη τοπολογία αλλά ο Multi-Step Look-Ahead (MSLA) ΔΣ διαμορφωτής, μία νέα πρόταση του διδακτορικού φοιτητή Χάρη Μπασέτα και του επιβλέποντα καθηγητή κ. Σωτηριάδη. Η διαφορά με τον συμβατικό ΔΣ είναι ότι ο υπολογισμός της εξόδου {+1, −1} προκύπτει απ την ελαχιστοποιήση μιας συναρτησης κόστους κοιτώντας βήματα μπροστά. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται ο MSLA για δύο βήματα μπροστά. Επίσης παρουσιάζεται η βέλτιστη δομή για την εφαρμογή αυτού του διαμορφωτή καθώς επίσης γίνεται και μια εκτενής ανάλυση για τον υπολογισμό του αριθμού των bits για κάθε σήμα ώστε η εφαρμογή του σε πραγματικό κύκλωμα να είναι αποδοτική. Τέλος υλοποιήσαμε τον συγκεκριμένο ΔΣ διαμορφωτή πάνω σε fpga και στον αναλυτή φάσματος είδαμε τα αποτέλεσματα. el
heal.abstract In this paper we study a single bit ΔΣ Digital to Digital Converter (DD). Its input is a digital signal, a sequence consisting of many bits while in its output this signal is depicted from a sequence of one just bit, {+1, −1}. The gain from this signal modulation is the given linearity from the output {+1, −1}, allowing us to forget the multi-bit Digital to Analog Converter (DAC). Recovery of the original signal can be done with just a lowpass filter. As multi-bit DAC by definition consists of many quantization levels, any imperfections in the analog part (capacitors, resistors) will affect the value of the levels entering nonlinear phenomena and attributing in this way the modulator. However with just two quantization levels, the error in the signal representation will be very large. To offset the high error is required very high sampling rate. For the implementation of the ΔΣ modulator is not used any widespread topology but the Multi-Step Look-Ahead (MSLA) ΔΣ modulator, a new proposal by the PhD student Charis Basetas and the assistant prof. Paul-Peter Sotiriadi. The difference to conventional ΔΣ is that the calculation of output {+1, −1} results from the minimization of a cost function looking steps ahead. This paper examines the MSLA for two steps ahead. Also shows the optimal architecture for the implementation of this modulator and also a comprehensive analysis is made for the calculation of the number of bits for each signal in order to its application in real circuit to be efficient. Finally we implemented the specific ΔΣ modulator on fpga and we observed the results in the spectrum analyzer. en
heal.advisorName Σωτηριάδης, Παύλος-Πέτρος el
heal.advisorName Μπασέτας, Χαράλαμπος el
heal.committeeMemberName Σωτηριάδης, Παυλος-Πέτρος el
heal.committeeMemberName Παναγόπουλος, Αθανάσιος el
heal.committeeMemberName Πεκμεστζή, Κιαμάλ el
heal.academicPublisher Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Επικοινωνιών, Ηλεκτρονικής και Συστημάτων Πληροφορικής el
heal.academicPublisherID ntua
heal.numberOfPages 57 σ. el
heal.fullTextAvailability true


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record