16位音頻Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、過(guò)采樣Σ-δADC主要運(yùn)用于音頻、數(shù)字電視機(jī)無(wú)線通信等領(lǐng)域,其使用過(guò)采樣和Σ-δ調(diào)制技術(shù)以實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換,此類(lèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)是利用了現(xiàn)代VLSI技術(shù)方面的高速度、高集成度,與此同時(shí),還可消除因元器件失配而對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器精度產(chǎn)生的限制,以此實(shí)現(xiàn)高精度ADC。
　　本文在深入分析Σ-δ調(diào)制器原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出一種精度為16位的Σ-δ調(diào)制器,主要使用于音頻領(lǐng)域。主要在模擬部分完成有關(guān)Σ-δ調(diào)制器工作原理的討論,分析研究低通Σ-δ調(diào)制器

2、的各種結(jié)構(gòu),一些非理想性因素在調(diào)制器的具體電路實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中,對(duì)其產(chǎn)生的影響,也是本文的討論重點(diǎn),接著完成運(yùn)放、開(kāi)關(guān)、不重疊時(shí)鐘、比較器等電路的設(shè)計(jì)與仿真。論文中采用1位量化器三階單環(huán)結(jié)構(gòu)、及全差分開(kāi)關(guān)電容電路來(lái)實(shí)現(xiàn)Σ-δ調(diào)制器的設(shè)計(jì),采樣時(shí)鐘頻率是6.144MHz,過(guò)采樣率為128,電源電壓為1.8V。所得仿真結(jié)果為,當(dāng)時(shí)鐘頻率為6.144MHz,輸入信號(hào)頻率為9KHz,調(diào)制器電路在音頻信號(hào)帶寬內(nèi)具有98.6dB的信噪比,有效位為16.

3、08bits,設(shè)計(jì)要求得到滿足。調(diào)制器部分決定了Σ-δ模糊轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度及速度,此外,抽樣低通濾波器部分決定了Σ-δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器的面積及功耗。
　　在數(shù)字部分主要研究抽樣濾波器的原理及設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)并完成了抽樣濾波器中疏狀濾波器、補(bǔ)償濾波器及半帶濾波器的三級(jí)結(jié)構(gòu),研究濾波器的有效字長(zhǎng)效應(yīng)后,針對(duì)濾波器系數(shù)進(jìn)行量化。然后基于Matlab設(shè)計(jì)出一個(gè)抽樣低通濾波器,其主要用于20KHz帶寬、16位精度的Σ-δ調(diào)制器。同時(shí),抽樣濾波器輸入