Non-idéalités analogiques dans les convertisseurs Analogiques- numériques à Bancs de Filtres Hybrides : Estimation aveugle et nouvelles architectures

par Davud Asemani

Thèse de doctorat en Physique. Electronique. Traitement du signal

Sous la direction de Jacques Oksman.


  • Résumé

    Les Convertisseurs Analogique-Numérique (CAN) à Bancs de Filtres Hybrides (BFH) sont de bons candidats pour répondre aux exigences des futurs systèmes de communication devant être versatile, intelligent et à large-bande. Cependant, les BFH montrent une grande sensibilité aux non-idéalités analogiques du banc d'analyse, de sorte que les CAN à BFH classiques ne seraient pas pratiquement utilisables à moins que ces erreurs ne soient corrigées. Les efforts, dans cette thèse, ont porté sur l'étude de ce problème afin de proposer des pistes de solutions. A cet égard, la conception des BFH est, d'abord, décrite sous la forme de matrice. Puis, en utilisant des circuits analogiques simplement réalisables ainsi que des filtres numériques à Réponse Impulsionnelle Finie (RIF), les BFH sont conçus pour la conversion A/N. Selon la simulation des CAN à BFH, nous montrons que la sensibilité de ceux-ci aux erreurs analogiques est très élevée puisque la matrice d'analyse associée est mal-conditionnée, surtout dans le cas où le sur-échantillonnage est utilisé. Pour estimer numériquement les imperfections des circuits analogiques, nous proposons l'utilisation de méthodes d'estimation aveugle, basées sur des statistiques de seconde-ordre ou d'ordre supérieur. Cependant, ces techniques semblent ne pas être applicables aux BFH classiques en raison du sous-échantillonnage inclus à chaque branche du CAN à BFH. Ainsi, pour exploiter les techniques numériques pour la correction des imperfections analogiques des filtres d'analyse, nous proposons de nouvelles structures à Entrées-Sorties Multiples (ESM). Dans ces structures, il n'existe plus aucune opération de sous-échantillonnage entre les entrée-sortie associées. Les simulations prouvent que les BFH à ESM (à sous-bande et à multiplexage temporel) mènent non seulement à une meilleure résolution mais aussi à une sensibilité moins élevée par rapport aux BFH classique. En conclusion, en utilisant les BFH à ESM, les méthodes aveugles telles que la déconvolution ou l'annulation du bruit peuvent être employées afin de réduire encore la sensibilité aux non-idéalités analogiques.

  • Titre traduit

    Analog non-idealities in Hybrid Filter Bank Analog to Digital converters : Estimation methods and new structures


  • Résumé

    Hybrid Filter Bank (HFB) A/D converters are a good candidate for realizing the future versatile, intelligent and wide-band communication systems. However, the HFB structures exhibit a large sensitivity to the analog non-idealities of analysis part so that the classical HFB ADCs are not practically useful unless these errors are corrected. The efforts have been made in this thesis to more profoundly study this problem and to propose a group of possible solutions. Firstly, the design phase of related HFBs is described in the matrix form. Considering the simply realizable first- and second-order analog circuits as analysis filter bank and FIR digital synthesis filters, the HFB structures are designed for A/D conversion in this thesis. Simulating some exemplary HFB ADCs, it is shown that the sensitivity of HFB to analog errors is so large because the related analysis matrix is ill-conditioned, particularly in the case of oversampling process. Using Second-Order and Higher-Order Statistics, it is shown that the analog imperfections of analog circuits may digitally be estimated through the output samples. However, these techniques appear not to be applicable to the conventional HFB structure because of under-sampling process included at each branch of HFB-based ADC. Thus, for exploiting the digital techniques to estimate and then correct the analog imperfections of analysis filter bank, new Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) HFB structures are proposed so that there exist no under-sampling operation anymore between the related input-output signals. The simulations show that the MIMO (TDM and subband) HFB architectures provide not only a better output resolution but a less sensitivity to the realization errors of analysis filter bank than the classical HFB. Finally, using the TDM and subband MIMO HFBs, it is proposed to use the blind methods such as blind deconvoluton or Automatic Noise Cancellation (ANC) for compensating and then reducing the sensitivity to the analog non-idealities.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XXV-208 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.199-208.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2007)90
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