Sigma-Delta ADC中抽取濾波器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文的內(nèi)容是Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的數(shù)字抽取濾波器的研究與設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)所研究的Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器(采樣頻率44.1KHz)主要應(yīng)用在消費(fèi)類數(shù)字音頻接收機(jī)，數(shù)字音頻錄音機(jī)，包括便攜式的CD-R(Compact Disc Recordable)，DCC(Digital Content Creation)，MD(MiniDisc)，DAT(Digital Audio Tape)，多媒體消費(fèi)電子設(shè)備和音樂取樣

2、合成器。因此研究應(yīng)用于音頻系統(tǒng)中的ADC芯片具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 抽取濾波器是Sigma-Detta模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的重要組成部分。低字率、高采樣頻率的數(shù)字調(diào)制信號(hào)被轉(zhuǎn)換成高字率、奈奎斯特頻率采樣的信號(hào)。本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)過采樣率為256的數(shù)字抽取濾波器，應(yīng)用于2-1級(jí)聯(lián)的三階Δ∑調(diào)制器。該抽取濾波器包括：級(jí)聯(lián)積分梳狀(CIC：Cascaded-Integrated-Comb)濾波器、補(bǔ)償濾波器和兩個(gè)窄帶有限沖擊響應(yīng)半帶濾波器。應(yīng)

3、用置換原則的梳狀濾波器大大節(jié)省了芯片面積和功耗。補(bǔ)償濾波器實(shí)現(xiàn)了降采樣和頻率補(bǔ)償兩種功能，減小了硬件開銷。在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用半帶濾波器的沖激響應(yīng)的對(duì)稱性，改善了濾波器的速率、功耗等性能，更重要的是減小了芯片面積。濾波器系數(shù)都采用 CSD(Canonic Signed Digit)碼實(shí)現(xiàn)。補(bǔ)償和半帶濾波器均采用等波紋設(shè)計(jì)方法，整個(gè)設(shè)計(jì)采用了多級(jí)多采樣率信號(hào)處理電路原理。 電路的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：數(shù)字部分電壓為1.8V，動(dòng)態(tài)范圍9

4、8dB，噪聲與諧波失真比96dB，有效信號(hào)位數(shù)18位，抽取濾波器通帶波紋0.006 dB，阻帶衰減110dB，四級(jí)線性相位抽取濾波器，256倍降采樣率。 整個(gè)設(shè)計(jì)經(jīng)過了MATLAB系統(tǒng)仿真、Verilog HDL RTL 級(jí)代碼編寫、ModelsimSE RTL級(jí)代碼前仿真和門級(jí)代碼后仿真、Synopsys Design Compiler綜合、 Encounter布局布線、Calibre DRC和LVS。整個(gè)濾波器經(jīng)過了FPGA