一種18位音頻Sigma-delta DAC的設(shè)計.pdf

1、基于過采樣和Sigma-delta噪聲整形技術(shù)的DAC能夠可靠地把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為高精度的模擬信號。這種技術(shù)實現(xiàn)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器大大降低了高精度轉(zhuǎn)換器電路的工藝敏感性。同時，噪聲整形技術(shù)也使得調(diào)制器之后的模擬部分平滑濾波器的設(shè)計更容易，性能指標(biāo)更好?；谝陨霞夹g(shù)的Sigma-deltaD/A是目前在工藝水平相同的情況下能夠?qū)崿F(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(chǔ)，詳細(xì)分析了Sigma-delta調(diào)制器的一階、二階

2、、高階以及MASH結(jié)構(gòu)，說明了過采樣比率和調(diào)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(shè)計了一種三階Sigma-delta調(diào)制器。在24比特的輸入信號下，達(dá)到了約110dB的信噪比，全諧波失真約為-107.52dB。作為一個應(yīng)用于音頻領(lǐng)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(jìn)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(xiàn)中的經(jīng)驗和方法，結(jié)合業(yè)界穩(wěn)定的高階高精度調(diào)制器的設(shè)計流程，設(shè)計了達(dá)到18bit有效精度的3階128倍調(diào)制器。通過進(jìn)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(shè)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(dá)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