Sigma-Delta DAC的研究與仿真.pdf

1、隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展,人們對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理過(guò)程中數(shù)/模(D/A),模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器的精度要求也越來(lái)越高。相對(duì)于其它類型的數(shù)模轉(zhuǎn)換器,基于過(guò)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(hào)處理,高精度的測(cè)量及遠(yuǎn)距離通信等領(lǐng)域,成為DAC設(shè)計(jì)的研究熱點(diǎn)。
　　 本文研究了可應(yīng)用于音頻系統(tǒng)的高精度過(guò)采樣數(shù)模轉(zhuǎn)換器中的調(diào)制濾波技術(shù)。所

2、研究設(shè)計(jì)的插值濾波器可以對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行128倍過(guò)采樣；由于高階Sigma-Delta調(diào)制器存在非線性和不穩(wěn)定性問(wèn)題,所設(shè)計(jì)的調(diào)制器的結(jié)構(gòu)選用5階l比特級(jí)聯(lián)積分輸出反饋結(jié)構(gòu)(CIFB)。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,并根據(jù)調(diào)制器設(shè)計(jì)中重要的難點(diǎn),結(jié)合設(shè)計(jì)流程,給出了完整的實(shí)現(xiàn)方案。對(duì)于噪聲傳遞函數(shù)NTF的計(jì)算,主要通過(guò)對(duì)其零極點(diǎn)的優(yōu)化來(lái)確定,而調(diào)制器的參數(shù)則根據(jù)設(shè)計(jì)要求由Delta-Sigma Toolb

3、ox工具包計(jì)算得出。使用MATLAB軟件的環(huán)境,設(shè)計(jì)了可以處理24比特精度5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150dB,實(shí)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可實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)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(jì)了由三級(jí)半帶濾波器和一個(gè)三級(jí)CIC濾波器級(jí)聯(lián)的插值濾波器結(jié)構(gòu),可以達(dá)到128倍的過(guò)采樣率。其中的三級(jí)半帶濾波器為采用等波紋法