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本文设计了一个完整的sigma-delta模数转换器,包括调制器和滤波器。Sigma-delta调制器利用了过采样和噪声整形的技术,以速度换精度,是一种常用的一种高精度的模数转换器,在音频,测量等各个方面有广泛的使用。调制器是二阶调制器,用了开关电容电路实现;滤波器是数字电路实现,它包括sinc滤波器,half-band滤波器和补偿滤波器。
调制器的设计采用正向设计过程,先根据精度要求,计算出需要参数和选择适当的结构,然后根据选出的结构用matlab做理想的仿真。在理想的情况下,证实了调制器的正确之后,加入了实际电路的一些非理想的情形,比如时钟抖动,放大器的有限增益等等。在用matlab做了贴近电路的验证之后,开始具体的电路设计,并且以matlab的仿真来知道具体的电路的设计。
滤波器作用是降低采样频率和滤去噪声。先单独的设计了sinc,half-band,补偿滤波器,然后各个小的滤波器叠加起来得到整体一个滤波器。在设计过程中,开始用了双精度的对滤波器进行了仿真,在保证了特性正确之后,对滤波器的系数,输入和输出都限制了字长,然后再仿真,最后得到了实际可用数字电路实现的滤波器。