Delta-Sigma數(shù)模轉換器的理論與設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、△-∑數(shù)模轉換器的核心技術是過采樣和噪聲整形技術。相比傳統(tǒng)類型的DAC而言,△-∑DAC的主要優(yōu)勢有以下幾個方面:其數(shù)字化特性便于實現(xiàn)嵌入式集成;其簡單工藝使得它在成本方面也具有一定的優(yōu)勢;此外,其固有的線性以及對差分非線性和背景噪聲的不敏感特性,使得系統(tǒng)可以實現(xiàn)很高的信噪比。最重要的是,它可以達到其它類型的DAC無法達到的精度和動態(tài)范圍。 △-∑數(shù)模轉換器的主要功能模塊包括過采樣濾波模塊、△-∑調制器和DA轉換單元。由于本文的

2、工作是建立在FPGA實現(xiàn)方式的基礎上,其DA轉換單元需要另外的模擬電路搭建,因此,主要針對過采樣濾波模塊和△-∑調制器進行研究。 本文設計的過采樣濾波模塊采用三個半帶濾波器和一個CIC濾波器級聯(lián)而成,具有良好的通帶和阻帶特性,最終實現(xiàn)了64倍的采樣率提升。同時,對于三個半帶濾波器,均采用雙相結構實現(xiàn),并對其16位系數(shù)進行了CSD編碼處理,不但把定點常系數(shù)的乘法運算轉化為移位相加,而且還大幅度降低了加法(或減法)的運算次數(shù),達到了

3、提高運算速度、降低功耗、減小面積的多重目的。 由于不穩(wěn)定性因素的存在,高階△-∑調制器的設計與實現(xiàn)一直存在比較大的難度。綜合大量文獻中的經驗原則和方法,詳細闡述了穩(wěn)定的高階、高精度△-∑調制器的設計過程。并以此為依據(jù),最終采用CIFB結構,設計并實現(xiàn)了5階、64倍過采樣、1比特調制的△-∑調制器。在設計過程中,通過優(yōu)化調制器噪聲傳遞函數(shù)的零、極點,使信噪比獲得了大約17dB的提高;在電路實現(xiàn)上,本方案通過在控制數(shù)據(jù)流動的狀態(tài)機中

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