∑-△ADC的降采樣濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
本設(shè)計中，k=4，c=1 617．19，f=166 kHz時Magnitude=0．999 947，滿足ENOB為14 bit的要求，并為后面的設(shè)計留下16 kHz的冗余空間。
3．3 FIR半帶濾波器
FIR型半帶濾波器是一種特別適合實現(xiàn)D=2倍降采樣的線性相位濾波器，其硬件結(jié)構(gòu)非常簡單，因此在降采樣系統(tǒng)中的最后一級一般都采用半帶濾波器。
根據(jù)∑一△ADC的技術(shù)指標(biāo)，可以得到三級半帶濾波器的設(shè)計參數(shù)，如表1所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/188975.htm
通帶設(shè)為O~180 kHz，是為了保證0~150 kHz帶寬內(nèi)均能滿足指標(biāo)要求。通帶紋波取0．000 005(0．000 043 dB)，是為了滿足設(shè)計的有效位數(shù)為14 bit，并且考慮到尾數(shù)舍入等非理想因素的存在。
根據(jù)表1，調(diào)用Matlab 7．O中的工具箱組件filter design，得到三級半帶濾波器的系數(shù)。表2分別列出了三級半帶濾波器的階數(shù)(延時單元)。
3．4 系統(tǒng)仿真與驗證
實現(xiàn)∑-△ADC的整體結(jié)構(gòu)如圖3所示，抽取濾波器由Sharpened CIC濾波器、ISOP濾波器和三級半帶濾波器組成。Sharpened CIC實現(xiàn)16倍抽取，三級半帶濾波器實現(xiàn)8倍抽取。
圖4為150 kHz輸入信號(一2．5 dBFS)仿真輸出數(shù)據(jù)的FFT圖。表3、4、5分別為SINAD、SFDR和THD的仿真數(shù)據(jù)。
4 降采樣濾波器的ASIC設(shè)計
4．1 電路設(shè)計
本設(shè)計用Verilog硬件描述語言描述電路，采用Synopsys的Design Compiler進行綜合。
4．1．1 濾波器系數(shù)優(yōu)化
本設(shè)計采用CSD碼(canonical signed-digit)來表示量化后的系數(shù)。和二進制代碼相比CSD碼采用0、l和一1來表示一個數(shù)，具有非零位的個數(shù)最少、每一個非零位的相鄰位必為零的特點。
4．1．2 乘法器設(shè)計
本設(shè)計中乘法器單元的上限定為16×16，本文采用了Synopsys提供的DesignWare庫中的16×16乘法器單元，該單元的設(shè)計和綜合都比較成熟，通過Design Compiler綜合后面積和速度的優(yōu)化都比較理想。對于位數(shù)高于16 x 16的乘法器，本文以16×16乘法器單元先進行低位乘法運算，再進行高位乘法運算，最后再將高低位結(jié)果移位相加得到最終的乘法結(jié)果。
4．1．3 各級間輸入輸出位數(shù)的確定
評論