当前位置:主页 > 科技论文 > 电子信息论文 >

适用于Sigma-Delta ADC的512倍数字抽取滤波器的设计与研究

发布时间:2018-11-29 07:14
【摘要】:Σ-△ADC是集成芯片中非常重要的部分,近几年来对Σ-△ADC的研究更加深入,其应用也是日趋广泛。数字抽取滤波器对Σ-△ADC性能至关重要,结构优化的滤波器能够有效的减少整体设计的面积,降低其功耗。本文首先简单介绍Sigma-Delta ADC,并且重点阐述过采样以及噪声整形两个实现高分辨率的关键技术,同时实现调制器Simulink模型。接着在进行研究分析之后确定本文滤波器的整体结构,并使用MATLAB按照相应指标参数完成各级滤波器的设计与优化。本文所设计的数字滤波器为了实现低功耗、小面积的目标,选择了更具优势的级联结构,包含CIC滤波器、FIR补偿滤波器和半带滤波器,它们分别完成128、2、2的降采样。由于本文调制器为单级的,因此梳状滤波器设计为2级级联递归结构,这样能够有效减小面积以及降低功耗;由于CIC滤波器自身存在一些不利因素,使得我们必须加入一个FIR补偿滤波器来对其进行弥补,也就是实现通带衰减的补偿;同时为了减少运算复杂度,我们分别对FIR补偿滤波器以及半带滤波器系数进行CSD编码。本文在Simulink中实现调制器与滤波器的建模,并对其进行仿真验证,将输出数据进行FFT处理之后,由分析结果得出设计是否能够满足我们的性能需求。通过编写相应的Verilog语言来对该滤波器进行综合,包括硬件电路设计以及FPGA验证。Σ-△调制器输出有效位数为11.66 bit,经过三级数字抽取滤波器之后有效分辨率达到11.51 bit,验证结果显示本文设计满足我们的需求。
[Abstract]:危-ADC is a very important part of integrated chip. In recent years, 危-ADC has been studied more deeply, and its application is becoming more and more extensive. Digital decimation filter is very important to 危-ADC performance. The optimized filter can effectively reduce the area of the whole design and reduce the power consumption. In this paper, Sigma-Delta ADC, is introduced briefly and the two key techniques of over-sampling and noise shaping to realize high resolution are described. The modulator Simulink model is also implemented. Then the overall structure of the filter is determined after the research and analysis, and the design and optimization of the filter at all levels are completed by using MATLAB according to the corresponding index parameters. In order to achieve the goal of low power consumption and small area, the digital filter designed in this paper selects a more advantageous cascade structure, including CIC filter, FIR compensation filter and half band filter. Because the modulator in this paper is single-stage, the comb filter is designed as a two-stage cascaded recursive structure, which can effectively reduce the area and power consumption. Because of some disadvantages of CIC filter, we must add a FIR compensation filter to compensate it, that is to say, we can compensate for passband attenuation. In order to reduce the computational complexity, the coefficients of FIR compensation filter and half band filter are coded by CSD. In this paper, the modulator and filter are modeled in Simulink and verified by simulation. After the output data are processed by FFT, the analysis results show whether the design can meet our performance requirements. The filter is synthesized by writing the corresponding Verilog language, including hardware circuit design and FPGA verification. The effective bit number of 危-modulator output is 11.66 bit,. After the three-stage digital decimation filter, the effective resolution reaches 11.51 bit,. The results show that the design meets our needs.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN713

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨振宇,高峰,刘志言,沈毅;强震观测系统中数字抽取滤波器的实现研究[J];传感器技术;2005年08期

2 陈雷,赵元富,高德远,文武,王宗民,朱小飞,彭和平;一种新型的抽取滤波器设计[J];计算机工程与应用;2005年32期

3 何秀安;林涛;;低功耗抽取滤波器[J];电子测量技术;2005年04期

4 李家会;;抽取滤波器的实现结构[J];兵工自动化;2007年10期

5 兰金保;王娜;张瑞涛;刘林涛;李儒章;;一种数字下变频抽取滤波器的设计[J];微电子学;2011年01期

6 李秀英;;正则阶约束的抽取滤波器设计[J];科技信息;2011年35期

7 孙建成,张太镒,刘枫,宫世子;基于抽取滤波器多相分解的盲自适应符号同步算法[J];电子与信息学报;2004年11期

8 李家会;周金治;;抽取滤波器的实现结构研究[J];信息与电子工程;2006年04期

9 付娟;王驰;李醒飞;;∑—Δ微加速度计的抽取滤波器设计[J];传感器与微系统;2009年07期

10 周化雨;张勤;;带余弦预滤波和补偿滤波的抽取滤波器[J];数据采集与处理;2008年S1期

相关会议论文 前4条

1 马明;吴江标;韩彦明;;软件无线电接收机中抽取滤波器的设计与实现[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(下册)[C];2009年

2 蔡友;韩雁;;Δ∑模数转换器中数字抽取滤波器的设计[A];浙江省电子学会2006年学术年会论文集[C];2006年

3 王福维;程乃平;倪淑艳;;基于FPGA的CIC抽取滤波器的设计与实现[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年

4 王伟;陈培;方宝东;池忠明;;基于FIR抽取滤波器和FFT的GPS信号捕获算法[A];第一届中国卫星导航学术年会论文集(上)[C];2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 倪燕华;基于FPGA的多速率数字信号处理系统的设计与实现[D];苏州大学;2015年

2 施亚;MEMS地震检波器中抽取滤波器的设计与FPGA实现[D];苏州大学;2015年

3 余向东;Sigma-Delta模数转换器中数字抽取滤波器的设计与ASIC实现[D];西安电子科技大学;2014年

4 王海冬;20位音频Sigma Delta ADC的设计[D];东南大学;2015年

5 罗婧;卫星上下行DBF幅相测试系统研究[D];北京理工大学;2016年

6 李军威;应用于Sigma-Delta ADC的数字抽取滤波器的设计[D];哈尔滨理工大学;2016年

7 陈小梅;适用于Sigma-Delta ADC的512倍数字抽取滤波器的设计与研究[D];华中科技大学;2015年

8 尚文明;Sigma-Delta ADC数字抽取滤波器的设计与优化[D];电子科技大学;2013年

9 季爱慈;用于高精度音频编解码器的数字抽取滤波器的优化设计与研究[D];上海交通大学;2005年

10 程成;一种16位Sigma-Delta ADC中抽取滤波器的研究与设计[D];北京交通大学;2014年



本文编号:2364291

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2364291.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户e4e62***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com