一種18位音頻Sigma-delta DAC的設計.pdf

1、基于過采樣和Sigma-delta噪聲整形技術的DAC能夠可靠地把數(shù)字信號轉換為高精度的模擬信號。這種技術實現(xiàn)的數(shù)模轉換器大大降低了高精度轉換器電路的工藝敏感性。同時，噪聲整形技術也使得調制器之后的模擬部分平滑濾波器的設計更容易，性能指標更好?；谝陨霞夹g的Sigma-deltaD/A是目前在工藝水平相同的情況下能夠實現(xiàn)的一種最高精度的DAC。
　　本課題以數(shù)字信號處理理論為基礎，詳細分析了Sigma-delta調制器的一階、二階

2、、高階以及MASH結構，說明了過采樣比率和調制器噪聲傳遞函數(shù)對噪聲的影響，并且基于以上的分析，綜合考慮到后端模擬因素，設計了一種三階Sigma-delta調制器。在24比特的輸入信號下，達到了約110dB的信噪比，全諧波失真約為-107.52dB。作為一個應用于音頻領域的DAC實現(xiàn)方案，它可對I2S/PCM等多種制式下的音頻信號進行處理，支持采樣率為8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48kHz，支持字長為1

3、6/18/20/24比特的數(shù)據(jù)。本文綜合大量文獻中的經驗和方法，結合業(yè)界穩(wěn)定的高階高精度調制器的設計流程，設計了達到18bit有效精度的3階128倍調制器。通過進行零極點優(yōu)化和加入dither電路，使信噪比提升5dB，同時徹底消除了Idletones對模擬電路的影響。
　　同時本文設計并實現(xiàn)了升采樣模塊，它采用兩級半帶濾波器和一個可變CIC濾波器級聯(lián)組成，可以達到128倍的過采樣比，具有良好的通帶和阻帶特性，并采用CSD系數(shù)和奇偶