一種Sigma-Delta ADC中抽取濾波器的實(shí)現(xiàn)與研究.pdf

1、近些年來，Sigma-Delta ADC以其高線性、高精度、便于集成到數(shù)字電路等優(yōu)點(diǎn)，正越來越廣泛應(yīng)用于通訊以及數(shù)字信號(hào)處理當(dāng)中。Sigma-Delta ADC有兩個(gè)重要的組成部分，即Sigma-Delta調(diào)制器和數(shù)字抽取濾波器。輸入信號(hào)通過Sigma-Delta調(diào)制器進(jìn)行過采樣，并將量化噪聲調(diào)制到較高的頻段去，實(shí)現(xiàn)量化噪聲整形。抽取濾波器通過降采樣，將信號(hào)頻率降到奈奎斯特頻率，同時(shí)過濾掉調(diào)制到高頻的帶外量化噪聲，實(shí)現(xiàn)整體帶內(nèi)信噪比的提

2、高。
　　 本文首先介紹了ADC的發(fā)展以及Sigma-Delta ADC在高精度數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用，接著論述Sigma-Delta ADC的基本工作原理，著重分析了過采樣技術(shù)和量化噪聲整形技術(shù)的基本原理，然后對(duì)數(shù)字抽取濾波器的抽取原理、多級(jí)結(jié)構(gòu)等予以重點(diǎn)闡述。
　　 本論文主要完成了以下研究工作：
　　 1、整個(gè)項(xiàng)目采用了Top-down的設(shè)計(jì)方法，采用多級(jí)多速率的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，第一級(jí)采用CIC濾波器，后面分別級(jí)聯(lián)

3、第一級(jí)半帶濾波器、一個(gè)CIC補(bǔ)償濾波器和第二級(jí)半帶濾波器。先通過Matlab軟件完成濾波器的設(shè)計(jì)和仿真工作，整個(gè)濾波器的阻帶衰減達(dá)到120dB，帶通波紋小于0.01dB。同時(shí)由計(jì)算定出相應(yīng)的各部分的系數(shù)，完成系數(shù)的CSD編碼轉(zhuǎn)換。
　　 2、在查閱了國內(nèi)外的相關(guān)學(xué)位論文和其他文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，采用FIR濾波器的兩相結(jié)構(gòu)等效變換，提出了一種半帶濾波器和CIC補(bǔ)償濾波器電路結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路。并根據(jù)自己設(shè)計(jì)的電路結(jié)構(gòu)，對(duì)Matlab生成

4、的Verilog HDL代碼進(jìn)行修改，
　　 3、編寫了用于測(cè)試濾波器功能的testbench。并用Matlab軟件搭建了測(cè)試所需的調(diào)制器模型，用以產(chǎn)生濾波器的測(cè)試激勵(lì)。然后通過Modelsim軟件對(duì)設(shè)計(jì)的整個(gè)濾波器進(jìn)行功能仿真驗(yàn)證，結(jié)果能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。
　　 4、最后將驗(yàn)證通過的Verilog HDL代碼用Design Compiler軟件進(jìn)行電路綜合，用SOC Encounter軟件自動(dòng)布局布線，完成了數(shù)字抽取濾