過采樣Σ-△音頻DAC數(shù)字部分的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展,人們對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和信號處理過程中數(shù)/模(D/A),模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器的精度要求也越來越高。相對于其它類型的數(shù)模轉(zhuǎn)換器,基于過采樣和∑-△噪聲整形技術(shù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器不需要高精度和大規(guī)模的模擬組件就能達(dá)到很高的轉(zhuǎn)換精度(大于等于16位),它們被廣泛的應(yīng)用于高質(zhì)量的音頻信號處理,高精度的測量及遠(yuǎn)距離通信等領(lǐng)域,成為DAC設(shè)計的研究熱點。 本文研究了可應(yīng)用于音頻系統(tǒng)的高精度過采樣數(shù)模轉(zhuǎn)換器中的調(diào)制濾波技術(shù)。所

2、設(shè)計的插值濾波器可以對輸入信號進行128倍過采樣；由于高階∑-△調(diào)制器存在非線性和不穩(wěn)定性問題,所設(shè)計的調(diào)制器的結(jié)構(gòu)選用3階1比特輸出結(jié)構(gòu)。 本文在充分調(diào)研了相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,建立了∑-△調(diào)制器的線性分析模型,給出了完整的設(shè)計流程。借助Matlab軟件的計算和仿真,設(shè)計了可以處理16比特精度3階1比特輸出的∑-△調(diào)制器。該調(diào)制器通帶內(nèi)的信噪比很高,仿真值大于100dB,實現(xiàn)了較好抑制帶內(nèi)噪聲的目標(biāo)。最終得到了只需加法器和移位器就

3、可實現(xiàn)的簡單的調(diào)制器結(jié)構(gòu),節(jié)省了功耗。 在深入研究半帶濾波器和積分梳狀濾波器原理和特性的基礎(chǔ)上,本文設(shè)計了由兩級半帶濾波器和四級CIC濾波器級聯(lián)的插值濾波器結(jié)構(gòu),可以達(dá)到128倍的過采樣率。其中的兩級半帶濾波器為采用等波紋法設(shè)計的FIR濾波器實現(xiàn)。對于多級CIC濾波器的實現(xiàn),利用積分器和梳狀器互相抵消的特性,進一步減少了所需的硬件資源。 本文設(shè)計的∑-△調(diào)制器和插值濾波器在Xilinx Virtex II系列FPGA器件