本論文主要是在探討三角積分類比數位調變器在動作時發生積分飽和的情況,尤其電路在超過二階以上,電路訊號經過了多個積分器作累加的動作,容易造成積分器積分飽和的現象產生,導致部份的訊號被截斷,無法有效的傳遞訊息送給下一極的積分器,使輸出端所得到的數位訊號發生錯誤而不能夠有效的還原.因此,在這裡本論文針對此問題設計了一個利用滑動模式控制法則的方法來抑制積分飽和的發生,此設計準則會先經由模擬軟體驗證來說明其可行性,最後再以硬體實作來證明之,確定在此設計法下電路能夠避免積分飽和的產生，將訊號正確的傳送及轉換供給後端的使用者.

The main goal of this thesis is to study the saturation problem arisen from the integrator in a sigma- delta analog- to- digital modulator , especially when the order of the circuit is higher than two .Signal passes through each stage of integrators yield saturation problem. This situation will miss some part of messages .Unable to deliver datas accurately to next stage of the integrator , the output digital signals will be incorrect and can't be recovered to original analog signals . Hence, this thesis proposes an anti-wind-up method by taking sliding mode control theory to avoid integrator saturation. After that, we are going to design and implement two third order sigma-delta modulators based on this method. Simulation and experiment results show the validity of the method and the significant improvement of avoiding saturation problem, and guarantee the designed circuits can translate signals to terminal accurately .

中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
目錄 Ⅲ
圖目錄 Ⅴ
表目錄 XI
第一章 緒論1
1-1 研究動機1
1-2 研究方法1
1-3 論文架構2
第二章 類比數位轉換器的原理介紹4
2-1 類比數位轉換器各種應用場合4
2-2基本類比數位轉換原理4
2-2.1 奈氏取樣定理4
2-2.2 奈氏轉換與超取樣類比數位轉換器7
2-2.3 量化誤差9
2-3三角積分類比數位調變器技術10
2-3.1 超取樣技術10
2-4雜訊移頻12
2-5三角積分類比數位調變器動作原理說明14
2-6訊號雜訊比(SNR)與電路階數的關係15
2-7連續時間(CT)電路與離散時間(DT)電路的關係21
2-8輸出資料的分析25
第三章 運用順滑模態控制技術設計三角積分類比數位
調變器28
3-1可變結構控制系統理論28
3-2迫近條件30
3-3順滑條件31
3-4等效控制32
3-5應用可變結構控制設計三角積分類比數位調變器32
3-6運用順滑模態控制設計三角積分類比數位調變器34
3-6.1輸入訊號與取樣頻率關係說明與電路推導設計35
3-6.2確定進入滑動平面條件說明44
3-6.3迴路濾波器的設計-45
3-6.4電路處於順滑模態下穩定度分析48
3-6.5輸出穩態的邊界峰值51
3-6.6估算各級輸出峰值51
第四章 系統設計與模擬分析53
4-1三階三角積分類比數位調變器設計1 53
4-2三階三角積分類比數位調變器設計2 70
第五章 硬體電路實現89
5-1 三角積分類比數位轉換電路的實做電路1 90
5-2 三角積分類比數位轉換電路的實做電路2 100
5-3 數位輸出訊號的處理分析110
5-4 綜合比較127
第六章 結論與未來展望129
6-1 結論129
6-2 未來展望130
參考文獻131

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