【摘 要】
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过采样∑-Δ数模转换器提供了一种用低成本实现高精度低失真音频数模转换的途径,因此在音频领域倍受关注.过采样∑-Δ数模转换器主要包括升采样滤波器、∑-Δ调制器和内部D/A
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过采样∑-Δ数模转换器提供了一种用低成本实现高精度低失真音频数模转换的途径,因此在音频领域倍受关注.过采样∑-Δ数模转换器主要包括升采样滤波器、∑-Δ调制器和内部D/A转换器.该文系统研究和设计了用于音频系统的过采样数模转换器.升采样滤波器采用了64倍的升采样率.调制器的阶数提高到了五阶,并且采用3比特输出.内部D/A转换电路用于产生模拟信号输出.该文设计的升采样滤波器由三个半带滤波器和一个梳状滤波器级联而成.这四个滤波器逐级提升信号的采样频率.逐级提升信号采样频率的方法比用一个滤波器提升信号采样频率64倍极大的降低了滤波器算法的复杂度.滤波器系数进行了CSD编码,用移位相加代替了乘法运算,明显减小了硬件的规模.该文设计的过采样∑-Δ数模转换器中采用CookBook方法设计了五阶3比特输出的∑-Δ调制器.调制器通带内的信噪比很高,在120dB以上,达到了很好的抑制带内噪声的目的.调制器输入的动态范围也很大,高于120dB.调制器结构设计为具有前反馈和负反馈分支的∑Δ型,硬件实现很方便.在内部3比特D/A转换电路设计中,采用二进制电流加权的转换器结构,因此3比特转换需要8个电流单元.电流单元采用了动态自校准技术,提高了电流源的精度.设计中采用了分组电平平均(GLA)的方法,将电流单元的失配误差转变成周期信号调制在采样频率附近,克服了电流单元失配产生的误差,并且不会降低通带内的信噪比.该文最终的设计结果经过仿真实验验证满足音频技术应用的要求:44.1kHz的采样频率,16比特的转换精度,能在5V单电源下工作.
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