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数据转换器是模拟与数字信号处理系统之间不可缺少的接口,它是IC设计者富有挑战性的研究课题。传统的奈奎斯特数据转换器对元件匹配性有很高的要求,它的精度和集成度很难做到很高,而∑-△数据转换器由于对电路的匹配性要求较低,且采用VLSI技术可以使其做到高精度、高集成度、高性能,因此在高保真系统中∑-△转换器得到了广泛应用。
文中给出了一种高精度∑-△模数转换器中数字抽取滤波器VLSI实现的有效结构,并采用自顶向下的方法进行了实现。在对抽取滤波器的原理进行分析的基础上,给出了多级抽取实现结构,即抽取滤波器由梳状滤波器、两级半带滤波器级联实现。设计的FIR2型梳状滤波器比IIR—FIR型具有更优良的线性特性,且功耗比后者低68%;采用多相结构实现的FIR2型梳状滤波器的功耗又在前者的基础上降低50%。多相结构实现的第一、二级半带滤波器的功耗分别比直接型结构降低75%和50%。本文的特点在于半带滤波器采用CSD架构和Horner法则相结合,减小了硬件开销并提高了精度。
系统先通过MATLAB进行理论实现,得到了合理的参数;然后用 Verilog HDL对系统进行了设计,在Modelsim中通过了功能仿真及验证。