陀螺系統(tǒng)中高精度Σ-ΔADC的數(shù)字濾波器設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、本文主要研究的是Sigma-Delta ADC中數(shù)字電路部分抽取濾波器的實現(xiàn)與測試。本文的課題背景是陀螺系統(tǒng)中高精度Sigma-Delta ADC的應(yīng)用，在陀螺系統(tǒng)中，ADC負(fù)責(zé)將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字離散信號，其精度大小對整個系統(tǒng)的精度起到至關(guān)重要的作用，而數(shù)字抽取濾波器是Sigma-Delta ADC的重要組成部分。因此，對高精度低功耗數(shù)字抽取濾波器的設(shè)計研究意義重大。
　　本文的CIC濾波器采用了置換原則，將其結(jié)構(gòu)進行置換，降低

2、了差分電路的工作頻率，減少了功耗。寄存器數(shù)量也大大減少，達到了減小面積的效果。在傳統(tǒng)的128倍降采樣濾波器設(shè)計中，通常采用3級級聯(lián)的濾波結(jié)構(gòu)。本文為了進一步減少面積與功耗，對該結(jié)構(gòu)進行了改進，采用一種無乘法器的CIC補償濾波器，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的補償濾波器相比，其面積減少了一個數(shù)量級。但該補償濾波器并不能滿足抗混疊作用，因此在補償濾波器之后增加一級半帶濾波器進行抗混疊濾波，半帶濾波器所用資源僅為原CIC補償濾波器的一半。因此，本文改進的四級級

3、聯(lián)128倍降采樣濾波器面積更小、功耗更低。測試結(jié)果表明，在滿足設(shè)計精度的條件下，該結(jié)構(gòu)節(jié)省了10％的芯片面積。
　　本文的128倍數(shù)字抽取濾波器的主要參數(shù)指標(biāo)為信號帶寬1KHz，通帶紋波0.01dB，阻帶衰減100dB，本底噪聲-130dB，輸出數(shù)字信號位數(shù)為24bit。本設(shè)計經(jīng)過了matlab行為級仿真，modelsim軟件前級仿真，DC綜合，并使用Synopsys公司的SOC Encounter工具進行布局布線，采用0.35μ