高精度音頻Σ-ΔADC數(shù)字模塊的研究與實現(xiàn).pdf

1、Σ-ΔADC具有高精度、高線性度、對模擬電路要求不高等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于高端數(shù)字音頻系統(tǒng)。Σ-ΔADC的主要技術(shù)有過采樣、噪聲整形、數(shù)字抽取濾波技術(shù)。數(shù)字抽取濾波器是高性能Σ-ΔADC設(shè)計的關(guān)鍵。對于高端音頻Σ-ΔADC，兼容多種音頻接口是必要的。本文的研究目標(biāo)是設(shè)計出具有高信噪比、多抽取率的數(shù)字抽取濾波器和兼容多種音頻格式的接口電路，以滿足高精度音頻Σ-ΔADC的設(shè)計要求。
　　本文首先研究了Σ-Δ ADC的工作原理和數(shù)字抽

2、取濾波器的設(shè)計方法，設(shè)計出能夠?qū)崿F(xiàn)128/64倍兩種抽取率的多級抽取濾波器結(jié)構(gòu)。該多級濾波器結(jié)構(gòu)由級聯(lián)積分梳狀濾波器、補償濾波器和半帶濾波器組成。使用Matlab中相關(guān)工具設(shè)計出符合性能指標(biāo)的各級濾波器，并通過 Simulink進(jìn)行行為仿真，驗證該濾波器結(jié)構(gòu)的功能和性能。其次研究了雙通道數(shù)字音頻接口原理，設(shè)計兼容I2S、左對齊和右對齊多種音頻格式輸出的接口電路。
　　本文還研究了乘法器分時復(fù)用技術(shù)，可有效降低芯片面積。使用Veri

3、log語言為數(shù)字抽取濾波器和數(shù)字音頻接口編寫高效可綜合的RTL級代碼，使用ModelSim、QuartusII和 FPGA開發(fā)板等多種工具驗證濾波器、音頻接口的功能和性能。最后使用綜合工具與后端工具進(jìn)行代碼綜合、布局布線、形式驗證、靜態(tài)時序分析、DRC、LVS和后仿真驗證，提交GDSII版圖。
　　設(shè)計的數(shù)字抽取濾波器能夠?qū)崿F(xiàn)128/64兩種抽取率，信號帶寬20kHz，通帶紋波小于0.01dB，阻帶衰減大于70dB，信噪比大于10