本文關(guān)鍵詞：應(yīng)用于Sigma-Delta ADC的數(shù)字抽取濾波器的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)是模擬電路連接數(shù)字電路的橋梁,在電路開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)中發(fā)揮著不可替代的作用。除了關(guān)注傳統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)以外,面積的使用情況和功耗的高低也越來(lái)越受到人們的重視。在Sigma-Delta ADC設(shè)計(jì)的過(guò)程中,Sigma-Delta Modulator應(yīng)用了過(guò)采樣和噪聲整形兩大技術(shù),可以使Sigma-Delta ADC以較低的代價(jià)達(dá)到預(yù)期的高精度,使得它具有很好的市場(chǎng)前景。數(shù)字抽取濾波器作為Sigma-Delta ADC的重要組成部分,很大程度上決定了Sigma-Delta ADC的面積和功耗。數(shù)字抽取濾波器由CIC濾波器、FIR補(bǔ)償濾波器和半帶抽取濾波器級(jí)聯(lián)構(gòu)成。CIC濾波器的采樣頻率較高導(dǎo)致其功耗較大,對(duì)CIC濾波器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),降低了功耗、減小了芯片的面積。FIR補(bǔ)償濾波器和半帶抽取濾波器由于具有多級(jí)的濾波器的系數(shù),所以需要大量的存儲(chǔ)器完成存儲(chǔ),就導(dǎo)致其占用的芯片面積較大。采用CSD編碼技術(shù)對(duì)濾波器的系數(shù)進(jìn)行處理,降低了運(yùn)算量和運(yùn)算復(fù)雜程度,降低了芯片面積。數(shù)字抽取濾波器完成512倍抽取倍數(shù),其中CIC濾波器采用五級(jí)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)完成64倍的抽取、FIR補(bǔ)償濾波器完成2倍抽取、第一級(jí)和第二級(jí)半帶濾波器分別完成2倍的抽取。經(jīng)過(guò)計(jì)算對(duì)比,選用遞歸結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)CIC濾波器,采用等紋波逼近的方法來(lái)設(shè)計(jì)FIR補(bǔ)償濾波器和半帶濾波器。論文設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)字抽取濾波器。其輸入采樣頻率和輸出采樣頻率分別為1024 kHz和2 KHz,輸入位寬和輸出位寬分別為5 bits和18 bits,降采樣倍數(shù)為512,濾波器輸出的有效位寬達(dá)到18.3位,信噪比達(dá)到110 dB。
【關(guān)鍵詞】：Sigma-Delta ADC Sigma-Delta調(diào)制器 CIC濾波器 FIR補(bǔ)償濾波器 半帶濾波器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN713;TN792
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容13-14
• 第2章 Sigma-Delta ADC的基本原理14-19
• 2.1 Sigma-Delta ADC的基本原理14-15
• 2.2 Sigma-Delta調(diào)制器的核心技術(shù)15-16
• 2.3 高階Sigma-Delta調(diào)制器的原理16-17
• 2.4 數(shù)字抽取濾波器在Sigma-Delta ADC中的作用17-18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 第3章 數(shù)字抽取濾波器的基本結(jié)構(gòu)和原理19-37
• 3.1 抽取的原理19-23
• 3.2 數(shù)字濾波器的原理23-27
• 3.2.1 數(shù)字抽取濾波器的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)26
• 3.2.2 通帶截止頻率和阻帶起始頻率26
• 3.2.3 濾波器的通帶衰減和阻帶紋波26-27
• 3.3 級(jí)聯(lián)積分梳狀濾波器的原理與結(jié)構(gòu)27-33
• 3.3.1 單級(jí)積分梳狀濾波器的原理27-29
• 3.3.2 多級(jí)級(jí)聯(lián)的積分梳狀濾波器29-33
• 3.4 半帶濾波器的原理33-34
• 3.5 FIR補(bǔ)償濾波器的原理34-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第4章 數(shù)字抽取濾波器的設(shè)計(jì)與仿真37-48
• 4.1 數(shù)字抽取濾波器的整體性能指標(biāo)37-38
• 4.2 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方案38-46
• 4.2.1 數(shù)字抽取濾波器的整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)38
• 4.2.2 CIC抽取濾波器的級(jí)聯(lián)數(shù)目38
• 4.2.3 多級(jí)CIC抽取濾波器的結(jié)構(gòu)選擇38-42
• 4.2.4 FIR補(bǔ)償濾波器的設(shè)計(jì)42
• 4.2.5 第二級(jí)半帶濾波器的設(shè)計(jì)42-45
• 4.2.6 第一級(jí)半帶濾波器的設(shè)計(jì)45-46
• 4.3 數(shù)字抽取濾波器的SIMULINK仿真46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 數(shù)字抽取濾波器的硬件設(shè)計(jì)和仿真48-53
• 5.1 時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)48
• 5.2 CIC抽取濾波器的模塊及硬件設(shè)計(jì)48-49
• 5.3 FIR補(bǔ)償濾波器和半帶濾波器的設(shè)計(jì)49-50
• 5.4 FIR濾波器的系數(shù)編碼50-51
• 5.5 數(shù)字抽取濾波器的功能仿真51-52
• 5.6 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文58-59
• 致謝59

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本文編號(hào)：258093