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一种18位音频Sigmadelta+DAC的设计

更新时间：2019-10-12 23:19:44 大小：8M 上传用户：sun2152查看TA发布的资源 标签：DAC 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

基于过采样和Sigma-delta噪声整形技术的DAC能够可靠地把数字信号转换为高精度的模拟信号。这种技术实现的数模转换器大大降低了高精度转换器电路的工艺敏感性。同时，噪声整形技术也使得调制器之后的模拟部分平滑滤波器的设计更容易，性能指标更好。基于以上技术的Sigma-dclta D/A是目前在工艺水平相同的情况下能够实现的一种最高精度的DAC。

本课题以数字信号处理理论为基础，详细分析了Sigma-delta调制器的一阶、二阶、高阶以及MASH结构，说明了过采样比率和调制器噪声传递函数对噪声的影响，并且基于以上的分析，综合考虑到后端模拟因素，设计了一种三阶Sigma-delta调制器。在24比特的输入信号下，达到了约110dB的信噪比，全谐波失真约为-107.52dB。作为一个应用于音频领域的DAC实现方案，它可对I2S/PCM等多种制式下的音频信号进行处理，支持采样率为8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48kHz，支持字长为16/18/20/24比特的数据。本文综合大量文献中的经验和方法，结合业界稳定的高阶高精度调制器的设计流程，设计了达到18bit有效精度的3阶128倍调制器。通过进行零极点优化和加入dither电路，使信噪比提升5dB，同时彻底消除了ldle tones对模拟电路的影响。

同时本文设计并实现了升采样模块，它采用两级半带滤波器和一个可变CIC滤波器级联组成，可以达到128倍的过采样比，具有良好的通带和阻特性，并采用CSD系数和奇偶序列实现，简化了滤波器的实现结构。本文中设计的DAC在经过充分的EDA和FPGA的原型验证后，利用Synopsys公司的Design Compile在TSMC0.18工艺条件下的综合结果表明，系统的cell area为775820.75nm2，并进行了MPW。回测结果表明：对于从8kHz到48kHz的不同信号，该IP的性能均满足性能要求。


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