高性能Σ-Δ调制器、模数转换器的研究I_图文

1、浙江大学电气工程学院博士学位论文高性能-调制器、模数转换器的研究姓名：袁小龙申请学位级别：博士专业：电路与系统指导教师：吴晓波;谭年熊20090601摘要型由于运用了过采样和噪声整形技术，能获得的精度较高。然而，过采样使得。的带宽受到一定限制。为了拓展其带宽，在现有工艺条件限制下，必须采用较低的过采样率。另外，电压摆幅的降低，使得传统型的满量程输入减小，同时限制了可用的运放结构。本论文主要是分析与研究新的型拓扑结构，使其满足高带宽应用，例如有线、无线通信系统，带宽在以上。在高带宽型调制器中，将输入信号直接前馈到量化器输入端的技术受到关注，因为环路积分器仅需处理量化噪声，实际信号受运放、积分器非

2、线性影响较小。基于前馈技术，提出了一种改进型前馈级联型调制器，实现了单位增益的信号传递函数，具有较好线性度；通过噪声传递函数零点的优化，采用多比特量化器等提高系统信噪比。所提结构在整个输入信号范围取得较小失真。为解决高精度、低功耗与低制造成本之间的矛盾，提出了一种高带宽，低压、低功耗调制器结构。通过等效改变，把环路滤波器中的前馈和反馈支路等效到最外面的反馈回路中，这样，前向滤波器只包含积分器级联，其可用静态元器件实现，只需要一个运放实现加法功能。采用数字前馈技术来降低模拟电路的复杂度，使得低电源电压下低功耗成为可能。仿真结果表明其取得较好性能。在高阶连续时间调制器中，由于环路延时的存在，可能会

3、导致稳定性问题。对如何补偿由量化器与反馈引起的延时进行研究；提出了两种新的带有环路延时补偿的低功耗前馈连续时间一调制器结构，并用基于仿真的综合方法从相应离散时间调制器生成滤波器系数。通过实例，说明所提结构与方法的有效性。连续时间正交带通型由于其复数滤波器实现了非对称频率噪声传递函数而更有效地实现了噪声整形。分析了不同环路反馈对正交带通的影响；推导了采用与复数积分器级联实现复数噪声传递函数可以降低正交通道间的失配，从而为不同中心频率的正交带通设计提供了新的设计思路。最后，提出了一种新的可配置高速流水线型结构。在调制器后级联一个流水线型作为多比特量化器，在较高带宽下取得了较高信噪比，并实现了带宽、

4、精度的可配置。给出了系统级到电路级的详细设计，原型芯片在工艺下实现。测试结果表明，在采样频率、倍的过采样率下，其获得超过的信噪比关键词：调制器，低功耗，前馈，可配置，正交带通滤波器（）（），（）（）洲）【，曲（），、析（），：一，图表目录图模数转换器种类。图不同应用对的规格要求图理想模拟数据转换器示意图图（）量化器的输入输出曲线（）量化噪声图量化噪声的和图信噪比随输入变化曲线图（）调制器（）其等效信号图图低阶调制器图、阶一调制器的图图信噪比与阶数、过采样率的关系图结构图结构图一种调制器结构图反馈对吕调制器噪声谱的影响图开关电路积分器图阶调制器的开关电容模式实现电路图阶调制器的连续时间模式实现电

5、路图带通调制器图图图阶前馈调制器信号前馈的阶调制器级积分器输出幅值比较一图量化噪声零点位置图零点优化高线性度阶调制器图不同零点的根轨迹图一图不同调制器结构信噪比与过采样率的关系图型级联调制器图低失真型级联吕调制器图改进型低失真型级联调制器一图仿真结果图信噪比随输入信号幅值变化图图单运放一调制器图积分器级联开关电容电路图单运放模拟前馈调制器图前馈加法器。图单运放数字前馈调制器图不同输入时节点的最大信号幅值一图单运放及前馈型单运放一调制器频谱图图单运放及前馈型单运放调制器信噪比输入信号图离散时间调制器图连续时间调制器图连续时间一调制器开环冲激响应图反馈响应图（）（）（）图（）带环路延时的（）等效图

6、图连续时间一调制器通用图（）框图（）等效抗混叠滤波器图带环路补偿的前馈连续时间调制器【】图带环路补偿的前馈连续时间调制器【】图改进型带环路补偿的前馈连续时间调制器。图改进型结构环路补偿原理图图改进型带环路补偿的前馈连续时间一调制器图改进型调制器频谱图。图信噪比环路延时图不同结构信噪比输入信号幅值图无线接受器结构图带通调制器及其噪声整形特性图正交带通调制器图正交带通调制器（）噪声传递函数的零极点（）噪声整形图图正交带通调制器（）复数框图（）复数积分器单元图不同反馈脉冲响应图（）（）（）图不同反馈频率响应图图抖动噪声对连续时间调制器的影响图抖动噪声对反馈的影响（）（）（）图二阶正交调制器频谱图（）

7、（）。图图二阶正交调制器频谱图（）（）。二阶正交调制器频谱图（）。（）彰产图信噪比中心频率（阶多比特）图信噪比中心频率（阶单比特）图可配置结构的图流水线型框图图实际结构框图图积分器输出柱状图图调制器输出频谱图图信噪比过采样率图积分器积分状态图噪声模型图阶调制器开关电容电路图一图电压自举开关波形图一图电压自举开关电路图图时钟信号产生电路及波形图套筒式（）运放电路图辅助折叠式运放电路图运放频率响应图图共模反馈电路图比较器电路图带隙基准图参考电压缓冲器图增益级电路图流水线子单元图原型芯片图图测试框图与电路板图输出图图信噪比输入信号，图工作原理图图时序图图采样，消失调过程一图良率与电容精度关系一图开关

8、顺序。图的版图。图测试系统框图一图静态测试特性图动态特性表不同无线标准应用对模数转换器的规格要求表离散时间当前性能表连续时间当前性能。表正交当前性能表不同位数时节点的最大信号幅值表滤波器域和域等效变换表滤波器系数，表滤波器系数，：表滤波器系数表测试结果独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝望盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。、学位论文作者签名：耘、七签字

9、日期：土。（年月哆日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝鎏盘堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：表、签字日期：导师签名：年月日柳飙刁咖乡电话：邮编学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：致谢首先要感谢我尊敬的导师一一吴晓波教授。在研究生期间，吴老师给予我悉心的指导和无私的帮助，无论是学业上还是生活上。他严谨求实的治学态度，渊博的学术

10、知识，对我以后的工作和学习产生深刻影响，使我终生受益。其次要感谢另一位导师谭年熊教授。谭老师渊博的学识、豁达的胸襟，对于生活的乐观态度，给我留下了深刻的印象。感谢他引领我初窥模拟电路设计的奥妙，分享他的灵感与创意，与他的每次讨论总能使我获益匪浅。还要特别感谢导师严晓浪教授。严老师是我国集成电路领域的著名专家，为了国家产业的快速、健康发展不辞辛劳地奔波于国内外。他建立了超大规模集成电路设计研究所，我们的每一点成长，都离不开他的辛勤汗水。严老师不仅有渊博的知识、丰富的阅历和出色的领导能力，更有孜孜不倦的工作作风和无私的奉献精神。感谢实验室的何乐年老师、史峥老师、沈海斌老师、赵梦恋师姐，他们在不同研

11、究方向，给了我许多学术上的指导，使我真正体会到了领域的博大精深和无穷魅力。还要衷心感谢模拟电路组的所有同学，和你们一起度过的时光将成为我永远美好的回忆。感谢实公司里的同事，使我感受了工作的乐趣。感谢我的朋友，正是你们，使我的生活充满色彩。最后，感谢我家人对我生活上无微不至的照顾，没有你们对我学习、工作上的全力支持，不可能完成这篇论文第章背景与发展现状绪论随着数字信号处理与数字计算技术的发展，现在我们越来越生活在一个“数字”世界中。相对于模拟电路，数字电路受噪声干扰影响较小，可靠性较高，并且易于集成到一块芯片中以实现较为复杂的功能。尽管如此，现实世界中接触到的信号通常是模拟的，比如声音，图像等。

12、因此，有必要在模拟与数字电路信号之间加一接口将模拟信号转化为数字信号以便于处理。实现这样功能的电路称为模拟数字转换器（，）模数转换器是电子系统构成中的重要模块，往往对系统的性能产生重要影响。随着超深亚微米工艺的发展，数字电路集成度越来越高，其实现的功能也越来越复杂，对信号的速度，精度要求也越来越高。然而模数转换器的设计发展相对较为缓慢，加上模拟设计软件发展不够成熟，模数接口电路的发展落后于数字电路的发展，特别在数字电视视频系统和数字通信系统中，其性能（如速度、精度）限制了整个系统性能的提高。面世以来，经历了分立半导体、集成电路数据转换器的发展历程，其在转换速度和转换精度等主要指标上有了重大突破

13、。对高速、高精度的发展策略是在性能不受影响的前提下尽量提高集成度，为最终用户提供产品解决方案。目前，对的需求大量增加，而且要求性能指标有较宽覆盖范围，以便适应不同场合应用的要求。主要的应用领域不断拓宽，广泛应用于传感器、多媒体、通讯、仪器仪表等领域。对应于不同领域的不同要求，每一类都有相应的优化设计方法；同时，设计阶段不仅要考虑到本身的工艺和电路结构，而且还应考虑到的外围电路，如相应的信号调制、滤波等模拟电路的设计。对于数据转换器（），根据采样频率与奈奎斯特率（厶，厶为信号带宽）的关系能够分成两大类：浙江大学博士学位论文奈奎斯特率转换器：以；闪型（），内插型（），折叠型（），逐次逼近型（流水线

14、型（）即属于此类，），过采样转换器：（一般采样频率要比那奎斯特率高出到倍）；型数据转换器属于此类奈奎斯特率转换器的输入与输出是一一对应的，印每个输入在一个转换周期完成。其线性度和精度是由模拟电路（用于实现转换器的电阻，电流源或是电容）的匹配精度决定的；而普通工艺中，模拟器件的匹配精度最高约，意味着转换器中的精度只有位另外，对于奈奎斯特率转换器，如果输入信号频率接近转换器带宽（厶），要求抗混叠信号滤波器在截止频率附近有较陡的幅度抑制，对外围电路提出较高要求。妇口出，阻名图模数转换器种类对于过采样模数转换器，由于采用了过采样（一般采样率要比奈奎斯特率高出到倍）与噪声整形技术，放宽了对模拟器件匹配度

15、的要求，因此可以获得较高精度（最高可达个有效位的分辨率）；另外，过采样的应用降低了抗混叠滤波器的要求其主要缺点是带宽较低，可以说高精度是以带宽为代价的。第章绪论随着数字电路集成度越来越高，以及速度和处理能力的不断增加，对数据转换器的速度和精度要求也越来越高，过采样转化器逐渐成为数据转换器研究重点。目前，世界上有各种类型的，有并行、逐次逼近型、积分型、型和流水线型等，各种类型的各有其优缺点并满足不同的具体应用要求。如图所示，闪型（），内插型（），折叠型（）式数据转换器具有较高转换速度，但是精度较低，通常为位；逐次逼近型（）具有中等精度与较低转换速度，其功耗相对较小；流水线型（）能同时兼顾精度与速

16、度；它由多级组成，同时变换，其结构本身的特点使得转换器的吞吐率仅取决于流水线单级的变换速度，级数的多少只会影响输出的延迟时间，而不会降低吞吐率；型数据转换器采用过采样技术与噪声整形技术，能获得的精度最高（可达位以上），但是其能处理的输入信号带宽通常限制在以下。因此，对于不同应用场合需选用合适的结构。如图所示，由于型能获得的精度最高，但是过采样的运用也限制了它的带宽，因此主要应用于音频系统。视频系统中，要求处理的信号带宽较高，因此具有相对高速，中等精度的流水线型是较好的选择传感器应用的场合，不同类型的传感器需要不同的要求，具体选择视应用而定娩曰嚣），（彳目口溅扩泼，沮名】图不同应用对的规格要求浙

17、江大学博士学位论文随着主要应用领域的不断拓宽，对的速度精度提出了更高的要求。当前数据转换器的发展趋势是：对于高速的尽可能提高转换精度；而对于高精度，如型，提高其转换速度。随着便携式设备的大量出现，也通常要求模数转换器有较低功耗和芯片面积因此高性能（高速、高精度、低功耗）是未来几年的主要发展趋势。研究动机和研究意义在有线通讯系统，数字用户线路（，）标准允许在普通电话线上进行高速数据传输。在这样的应用场合，模拟数据转换器通常要求满足从到的带宽，精度要求为位。在无线通信系统中，为了有效利用当前日益发展的高速数字处理技术，将模拟数字转换器尽可能地放到无线系统中的前端。集成在一起，从无线局域网（另一个发

18、展趋势是将多个标准，），蓝牙，到移动技术，以及无线广播，高速电视等。能提供多模式，多标准的移动手机给人们生活带来了极大的方便。每一种模式下的应用对模数转换器的速度与精度的要求往往是不同的，为了保证多模式运行，必须同时满足不同输入信号的带宽与动态范围。表列出了几种标准对模数转换器性能的要求。要求较高的速度，而则要求较高的精度。如能提高型的信号处理带宽，那么只需要一个就能同时满足多模式，多标准无线的应用。随着工艺的发展，管的工作频率有了极大提高，模拟电路可以工作于更高的速度加上型系统性能上的提高，它能获得的带宽越来越高，正越来越多地应用于无线通信系统中。，等系统开始采用此种结构。在保持高精度的基础

19、上，提高型的带宽对无线通信的发展有重要意义。表不同无线标准应用对模数转换器的规格要求、几带宽精度位位位位第章绪论本文的研究内容本论文总体的研究方法是：将理论研究和实际的设计相结合，将理论的研究贯穿到实际的设计中。首先从系统的角度，研究新的拓扑，提高性能；其次通过电路优化，在较低功耗下实现高精度、高带宽。主要对以下几个方面进行研究：、完成高性能、低功耗型模数转换器的系统结构设计：针对设计目标，提出新的拓扑结构，取得较高带宽或者在较低功耗下获得性能上的提升。、开展高速带宽的可调性研究，使得研究的能在大部分通信系统中应用；并能够实现功耗的可缩放，达到低功耗的应用。、低电压、低功耗、高速高精度运算放大

20、器的研究：不仅能满足所研究系统的性能要求，也为以后在其他高速数模混合信号电路的应用奠定良好的技术基础。、通过对时钟电路的配置与分布的研究：减小系统时钟误差对性能产生的影响。、高速、高精度的版图、封装、测试方法的研究。本文的组织架构本论文主要是关于高性能模数转换器的系统结构研究，以及实际电路的设计。涉及离散时间型（，）和连续时间型（，）；提出了几种新型结构，并对如何减小实际电路中的非理想性因素提出可行的解决方案。章节的撰写主要是在已发表的文章基础上进行扩展并作进一步阐述，其组织如下：第二章，介绍中的基本概念，性能指标，的基本原理以及基本分类。并对目前设计中的问题，主要技术做了分析；列出了当前已发

21、表的较为先进的设计。第三章，介绍了一种低谐波的的结构，并在此基础上提出了一种高带宽，低失真的级联结构的调制器。浙江大学博士学位论文第四章，描述了数字前馈型调制器的设计，并与相对应的模拟前馈型一调制器作了比较。提出了几种基于单个运算放大器的调制器结构，取得较小的失真及功耗。第五章在连续时间型的设计中，由于环路延时的存在，可能导致整个系统不稳定。本章提出一种新型环路延时补偿方案，并应用于前馈型当中，取得较好性能。第六章介绍了正交带通型调制器的设计，分析了系统中不同反馈对性能的影响，为正交带通型调制器的设计提供设计参考。第七章提出了一种高速，高精度可配置流水线型结构，给出系统设计及具体电路设计，并流

22、片，测试。第八章最后对本论文进行了总结，并提出将来可能的进一步研究方向。附录中，作为设计的补充，详细介绍了一种型的设计第章基本理论本章首先介绍中的基本概念，性能指标，的基本原理以及基本分类；并对目前一设计中的主要问题和技术做了分析，列出当前已发表的较为先进的设计。基本概念一个理想的模拟数据转换器由两部分组成，采样（）和量化（）：采样指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，在幅度上将模拟信号离散化，如图所示。厶丢图理想模拟数据转换器示意图理想采样与频谱混叠离散时间的样值序列通常由周期性地采样模拟输入

23、信号（）而得到：（）（，），这里是采样时间周期，是采样频率。为了保证采样信号能够重新构建，采样频率必须满足奈奎斯特准则：厶（）这里厶为信号带宽，否则，高频信号会混叠到信号带内，使得带内噪声增加而无法重构信号。通常在采样前需要先将信号通过一个抗混叠滤波器（，），滤除信号带宽频率以上的频谱成分。浙江大学博士学位论文丛日、一）（）图（）量化器的输入输出曲线（）量化噪声量化噪声图（）表示了一个量化器的输入输出曲线，它将输，采样信号（刀）转变为幅值上离散的数字信号。根据输入的大小，其用位的数字信号从到表示，最小输入为，最大输入为，这里（）为该量化器的满量程输入。数字信号的位数代表了量化器的精度，即表示量

24、化器能分辨的最小步长为。量化误差为输入与输出之间的差值，其与输入信号的关系曲线如图（）所示。由图可知，只要输入信号大小限制在量程范围之内【，量化误差就限定在【，】的范围内。在一定的条件下，比如输入信号随机变化并且限定在输入量程范围内，可以假设量化误差为不相关的随机白噪声，在【，】上平均分布。其概率密度函数（）如图（）所示。总的量化噪声能量可以按下式计算：，露。（抛去篡抽篙】积分所得：亿，其功率普密度（，）为【，】均匀分布的白噪声，如图（），其幅值大小为。总的噪声能量也可以通过对从卜，篡赢矽箐亿，第章吕基本理论厂茏一一，重浮（）图量化噪声的和（）性能指标为了更好地了解的工作原理以及工作特性，有必

25、要先了解中几个重要的基本性能指标。信噪比（，）：指信号能量和噪声能量在信号频带内的比值，（通常采用正弦信号输入来测量）。假设输入为满量程的正弦信号（幅值为），且噪声只包含量化误差，则最大的信噪比用表达式表示为：洲：哗：州用表示即：】（）（）（）有效位数（，）：在测得之后，可以用有效位数来衡量的性能，其表达式为：（）、信号与噪声失真比（，）：即指信号能量和噪声能量以及谐波在信号频带内的比值。动态范围（，）：指能处理的最大信号与最小能分辨的信号之间的比值。浙江大学博士学位论文无杂散动态范围（，）：指输出频谱图中信号能量与最大谐波或最大杂散噪声间的比值。图给出了一个典型的性能指标图，当输入接近满量程

26、时，由于电路的非理想性，失真越来越大，信噪比反而开始下降。屯丘，衫麓乏渤】图信噪比随输入变化曲线一（）基本概念发展历史年，提出调制器【】。在调制器的前向通路中只有一个量化器，而在反馈回路中包含了一个环路滤波器，这样信号和量化噪声同时经滤波后被反馈回来，最后输出是经过滤波后的信号和量化噪声年，最早提出利用反馈来改善普通量化器的信噪比。这个概念是转换器和转换器他们共有的一个基本概念。年，和提出一调制器，即在调制器的前端加入环路滤波器，并将其移入到调制器的前向环路中。最简单的环路滤波器是一个积分器。这样整个系统在前向通路中包含一个积分器以及一个一位量化器，在反馈通路中包含一个。由于这个系统包含了差值

27、模块和积分模块，所以被称为调制器或者调制器。第章吕基本理论年，提出了高阶调制器，即在前向通路中将几级积分器级联，以增加环路滤波器的阶数。同时将输出信号反馈至调制器中每一个积分器输入，以防止系统的不稳定。年，等提出了（），另一种设计稳定的高阶的方法：将几级级联，前一级的量化噪声作为下一级的输入，通过对输出的数字信号的处理来消除前一级的量化噪声，最后只剩下最后一级的量化噪声被调制后输出。另一种改善的性能的方法是采用多比特内部量化器，但同时也要求在反馈回路中使用多位，多位的有限的线性度限制了整个的线性度。直到年，提出了用动态单元匹配来减少的非线性影响。年，和提出了使用一位和多位的结构，这样能同时达到

28、很好的线性度和很低的量化噪声。年，有很多学者提出带通一，就是将的中心频率调制到非零频率。近期，带通一开始成为研究的热点，因为它能为数字无线器件提供有效的信号处理。过采样（）在奈奎斯特中，采样频率通常为最大信号带宽的两倍。如果的采样频率远超过奈奎斯特频率，由于量化误差均匀分布在整个采样频率内，奈奎斯特频率内的噪声能量就会相对减小。过采样（采样频率高出奈奎斯特频率的倍数，用公式表示：三，）指的是，（）、由于过采样扩展了量化误差的频带，量化噪声在信号带内的能量减小，其减小值可由下列公式计算而得：去丘丢相比较奈奎斯特采样，量化噪声减小了倍。仁，浙江大学博士学位论文噪声整形（）虽然通过过采样技术可以将量

29、化噪声减小，每增加倍频率其减小量为，但是还不是非常有效。另外一种更为有效的方法是噪声整形技术，即将带宽内的量化噪声进行整形，使得带宽内的噪声能量尽可能地小，而将大部分噪声能量集中到较高频率实现这样噪声调制功能的系统即调制器，如图（）所示。（），）图（）调制器（）其等效信号图调制器通常包含三个部分：环路滤波器（）内置量化器（）反馈数字模拟变换器（，）环路滤波器可以是低阶或者高阶，离散时间或连续时间【捌；量化器可以是比特位（）量化或者多比特位（）量化。由于单比特量化器是个非线性电路，要准确建模比较复杂，通常可以将它近似线性化处理，如图（），量化器输出等效为输入与白噪声之和，则系统传递函数为：第章吕

30、基本理论）怒酢）志）（）（）（）（）（）这里（）为信号传输函数（数（，）。，），（）为噪声传输函低阶调制器（）阶：调制器（）阶调制器图低阶艺调制器图（）（）所示分别为阶、阶调制器。对于阶调制器，环路滤波器是一个简单的积分器，它的传递函数为：日（）寺（）一所得到的信号、噪声传递函数分别为：浙江大学博士学位论文酢）篇玎（）雨而一。（）（）对于信号传输函数，其为一个时钟延时。而对于噪声传递函数，它是一个一阶高通传输函数，就是说量化噪声在低频段能量被抑制，大部分能量集中到高频。在带宽内的量化噪声可由以下公式计算：口孝（）陟嘉好地被抑制。两阶一调制器的信号、噪声传递函数分别表示为：（）。（）（一。）（）

31、由式（）可见，如果五相对于较小，印很高，那么带宽内的噪声可以很（）（）带宽内的量化噪声为虬吉（）阿嘉制器，每增加一倍采样频率，阶调制器的信噪比可以提高。（）阶、阶一调制器噪声传递函数的频谱密度如图所示，相比较于阶调图、阶调制器的图第章蹦基本理论高阶墨调制器通过增加调制器的阶数，可以进一步提高信噪比。对于阶数为的调制器，其噪声传递函数：（）（一一）工（）（）带宽内的量化噪声为：小筹嘉号的幅值为，那么所能得到的理想动态范围为：亿，如果调制器内的量化器精度为位，那么最小分辨位为，假设输入正弦信：一掣川（一）石、（）从这个式子中，可以看到调制器设计中几个比较重要的设计参数：环路滤波器的阶数，内置量化器的比特数，以及过采样率。对于不同的、，信噪比与过采样率的关系图如图所示。图中表示系统阶数为，量化器比特数为，依次类推。从公式以及图中可以直观地得到一些基本信息，比如信噪比随，增加而增加。图信噪比与阶数、过采样率的关系浙江大学博士学位论文尽管如此，在实际电路设计中，信噪比的提高总