適用于sigma_delta ADC的分辨率可配置數(shù)字抽取濾波器設(shè)計.pdf

1、隨著集成芯片的廣泛使用，超大規(guī)模集成電路也向著高速度、低功耗的方向快速發(fā)展。模數(shù)轉(zhuǎn)換器是集成芯片中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)暮诵哪K，ΣΔADC也在近年來模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究設(shè)計及應(yīng)用中異常突出。數(shù)字抽取濾波器是ΣΔADC的重要組成模塊，基于此背景，本文設(shè)計了適用于ΣΔADC的分辨率可配置的數(shù)字抽取濾波器。
　　ΣΔADC主要包括ΣΔ調(diào)制器和數(shù)字抽取濾波器兩個模塊，所以本論文先對ΣΔADC和調(diào)制器的理論基礎(chǔ)進行了深入的分析研究。ΣΔADC的數(shù)據(jù)

2、轉(zhuǎn)換要經(jīng)過過采樣、噪聲整形、抽取和濾波四個階段，ΣΔ調(diào)制器完成過采樣和噪聲整形兩個任務(wù)，并以此提高模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率；數(shù)字抽取濾波器完成抽取和濾波。數(shù)字濾波器一般分為FIR濾波器和IIR濾波器兩種，而常用的FIR濾波器有級聯(lián)積分梳狀濾波器、補償濾波器和半帶濾波器。級聯(lián)積分梳狀(CIC)濾波器是其中結(jié)構(gòu)最簡單的一種濾波器結(jié)構(gòu)，被經(jīng)常用于多級數(shù)字濾波器的第一級。而在工業(yè)用ΣΔADC中，由于對轉(zhuǎn)換精度及濾波的要求不高，所以也通常只用 CIC濾

3、波器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)數(shù)字抽取濾波。本次設(shè)計采用的是單級的積分梳狀濾波器結(jié)構(gòu)，由于設(shè)計要求并行輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字值，所以進行結(jié)構(gòu)的變換，并在此基礎(chǔ)上通過改變降采樣率進行分辨率可配置，32~4096倍的降采樣率分別對應(yīng)5~12bit的分辨率。在論文設(shè)計部分分別對串行輸出單級CIC濾波器和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換后的并行輸出濾波器進行了功耗和面積的比較，綜合設(shè)計要求，采用并行輸出數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)。
　　論文采用SMIC0.18μm3.3V Mix Signal