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sigma-delta+adc数字滤波器设计与优化

更新时间：2019-10-12 23:08:15 大小：9M 上传用户：sun2152查看TA发布的资源 标签：数字滤波器 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

随着数字化传感器的发展，对高精度的ADC的需求日益强烈，Sigma-

delta ADC正是在这种环境下应运而生。由于其较高的精度和相对较低的工艺要求，使得它在信号处理领域备受关注。而数字抽取滤波器作为Sigma-delta ADC的一部分，它的主要作用是降低系统的采样频率，使电路工作在奈至斯特频率；同时可以滤除频带外的量化噪声，提高ADC的信噪比；另外还可以起到抗混叠滤波作用。数字抽取滤波器对整个ADC的面积和功耗起若至关重要的作用，所以对数字滤波器的设计显得尤为重要。

本设计的目标是基于课题组设计完成的四阶Sigma-delta微加速度计接口电路，设计一款高精度的数字抽取滤波器，实现128倍降采样，截止频率1kHz，具有24位输出精度。本设计采用的是三级级联结构；第一级是适合于高频的CIC滤波器，实现32倍抽取；第二级是将半带滤波器和幅度矫正滤波器整合在一起的补偿滤波器，这样既能实现CIC通带补偿，也能实现2倍抽取；第三级是半带滤波器实现2倍抽取，同时半带滤波器都采用了多相直接对称结构和CSD编码技术，降低了芯片面积和功耗。

在电路设计中，采用了Simulink搭建系统级结构图并进行仿真：并对仿真之后的电路进行RTL级代码编写，使用已有的四阶调制器作为信号源，利用MATLAB/Modelsim 联合仿真，验证代码的正确性；对仿真之后的代码进行FPGA验证和DC综合。最终验证了设计的滤波器整体性能良好，核心面积为956027.3m2的单元面积，功耗为27.84mW，满足设计要求，达到了预期目标。

关键词：Sigma-deltaADC，数字抽取滤波器，CIC滤波器，半带滤波器


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