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论文中心|计算机应用 ]高精度Σ-△DAC中插值滤波器的研究与设计 |
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| 原文： |
1 引言
与传统的奈奎斯特转换器相比，Σ-△转换器能够实现较高的分辨率，较小的谐波失真以及较高的动态范围，而且降低了对后级模拟滤波器的要求[1]，因而最适合数字音频应用。近年来，Σ-△转换器正越来越广泛地应用于数字播放机、机顶盒、数字电视接收机等系统
中，并且在高精度、高采样率、低面积和低功耗等方面得到进一步的发展。图1 所示是一个典型的Σ-△DAC 结构。图 1 典型的Σ-△DAC 框图 图2 典型插值滤波的实现Σ-△DAC 的设计方案,主要取决于模拟部分。但是，数字插值滤波器的速率、功耗和面积等在很大程度上决定了整个转换器的速率、功耗和面积。而乘法运算在数字滤波器中占用着较多的时间和面积资源，因此，优化滤波器中的乘法器的数量，也就大大节省了整个系统的硬件资源。
本文研究设计了一种面积优化的用于高精度音频过采样Σ-△DAC 的128×数字内插滤波器。在系统研究和分析滤波器设计理论的基础上，我们选用两级HBF 和数字采样保持电路级联的方式实现了内插。运用多相分解原理在系统级优化HBF 的结构，并通过CSD 编码将定常数的乘法转化为移位实现，大大节省了硬件资源。
2 Σ-△系统中的插值滤波器
2.1 插值滤波的实现
插值滤波器在整个Σ-△DAC 的最前端。它为调制器提供过采样的数据流，保证输出数据流有足够的信噪比，从而确保后端的调制器和低通滤波器正常工作；同时抑制在fn，2fn…,(OSR-1)fn 频率上的频谱分量。通常的插值滤波器，是先经过零值内插，然后通过抗混频低通滤波器来实现的。如何有效地实现这一滤波过程将是插值滤波器设计的重点。图2 所示是一个典型的插值滤波过程，信号x[n]经过频率提升器之后，输出信号w[n]的频率为L·Fs，然后通过抗混频低通滤波器即可实现。
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| 目录： |
1 引言
2 Σ-△系统中的插值滤波器
3 128×插值滤波器的设计
4 电路的优化与版图实现
5 结语 |
| 参考资料： |
[1]Richard Schreier,Gabor C.Temes. Understanding Delta-Sigma Data Converters[M].New Jersey:IEEE Press,
2005:219～256.
[2]胡广书.数字信号处理－理论、算法与实现[M]，北京，清华大学出版社，2003: 259～358.
[3]Eugene B.Hogenauer.An Economical Class of Digital Filters for Decimation and Interpolation [J], IEEE, Signal
Pro,Vol. Assp-29, No. 2, April 1981.
[4]宗孔德.多抽样率信号处理[M]，北京: 清华大学出版社，1996：67～78，114～147.
[5]Behzad Razavi.Principles of Data Conversion System Design[M], NY,IEEE Press, 1995: 29～44.
[6]Lin Kun, Zhao Kan, Chui Edmund, et al. Digital Filters for high performance audio Delta-sigma A/D and D/A
conversions[M], 1996.
[7] S.-J.Jou, K,-Y Jheng. “Multiplierless multirate decimator/interpolator module generator [M],” 2004 IEEE
Asia-Pacific Conference on Advanced System Integrated Circuits, pp.58-61, Aug. 2004.
[8]R.E.Crochiere, L.R.Rabiner.“Interpolation and decimation of digital signals tutorial review[M],” Proc. IEEE,vol. 69, no. 3, pp. 300-331, Mar. 1981.
[9]宋复成，顾明亮，杨增汪.用DAC0832 芯片实现32 位D/A 的高分辨率[J]. 微计算机信息，2007-10-119. |
| 简单介绍： |
| 基于系统研究插值滤波器理论，选用了两级半带滤波器实现4×插值和级联32×采样保持电路，设计了一种适用于高精度音频过采样Σ-△DAC 的128×数字内插滤波器。使用多相分解原理在系统级优化电路结构，并运用CSD 编码，使得滤波器中的乘法运算仅需要移位实现，进一步节省了硬件面积。结果表明，在系数截短至16 位字长以后，总的通带波纹不超过0.008dB，镜像频带衰减大于66dB。 |
 点评资料 :
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