【摘 要】
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音频数模转换器(DAC)广泛应用于手机、汽车电子、多媒体和各类消费类电子产品中，具有很大的市场前景。随着系统集成要求的进一步提高，音频DAC通常作为IP核集成于SOC芯片内。论
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音频数模转换器(DAC)广泛应用于手机、汽车电子、多媒体和各类消费类电子产品中，具有很大的市场前景。随着系统集成要求的进一步提高，音频DAC通常作为IP核集成于SOC芯片内。论文研究的音频DAC模块集成于FM全数字接收芯片中，而且经过适当的改进可以作为独立的IP核或专业的音频DAC芯片，这两个方向目前都有广泛的市场应用前景。
论文根据音频DAC高精度要求，综述了现有的过采样数模转换技术，选用过采样∑-△技术实现16位DAC。∑-△数模转换器由数字插值滤波器、数字∑-△调制器、低精度DAC和模拟低通滤波器等模块组成。论文详细分析了∑-△调制器、插值滤波器原理及模拟电路对于音频DAC系统的噪声贡献。比较分析了多种调制器结构，选用2阶单比特多反馈环结构，在满足性能的前提下，保证了模拟后端的线性度；插值滤波器采用CSD编码方式实现，节省了硬件开销，降低了电路功耗：模拟后端电路采用直接电荷转移的开关电容电路实现数模转换，降低了对运放的要求。
论文基于SMIC 0.13μm 1.2V电源电压CMOS工艺完成了电路和版图的设计，版图面积为700μmx900μm(模拟部分)和900μmx1200μm(数字部分)。经过仿真验证，峰值的信号噪声失真比(SNDR)为71.8dB，动态范围(DR)为82dB，DAC整体功耗约为4.6mW，满足系统设计要求。
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