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近年由于集成电路(Integrated circuits,ICs)和数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)技术快速发展,模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)作为数模系统与外界之间不可或缺的接口电路,得到了越来越多的关注,并且在无线通讯等行业中逐渐成为人们研究的焦点。基于过采样技术和噪声整形技术的Sigma-delta ADC具有较高的精度和信噪比,因而被广泛应用在集成电路的很多领域中。Sigma-delta ADC由Sigma-delta调制器和降采样数字滤波器组成,Sigma-delta调制器决定了整个Sigma-delta ADC系统的转换精度,降采样数字滤波器则决定了系统的功耗和面积。因此想要减小整个系统的尺寸和功耗,能够设计出一种低功耗、低面积、高集成度的降采样数字滤波器显得非常必要。主要研究成果和创新内容如下:1.Sigma-delta ADC基本原理和结构的研究。首先简单介绍了基本ADC的原理和结构,然后重点阐述了Sigma-delta ADC的工作原理、实现结构、性能指标以及关键技术。2.Sigma-delta调制器的原理结构和性能仿真分析。首先采用matlab软件搭建四级单环1位CIFB(Cascade-of-Integrator-Feed-Back)结构的Sigma-delta调制器,根据ADC系统的设计要求确定结构参数后,进行了系统仿真。该调制器的输出频率为81.92MHz,过采样率为128,信噪比为116.9dB,精度达到19.3bits,仿真结果表明其噪声整形效果良好。3.降采样数字滤波器基本原理与结构的设计研究。首先介绍了降采样数字滤波器的原理结构,然后根据原理分析设计一款降采样数字滤波器,该降采样数字滤波器采用多级级联结构,整个结构共分为三级:第一级为CIC抽取滤波器,用来实现主要的功能;第二级为CIC滤补偿波器,用来补偿CIC抽取滤波器的通带衰减,同时对信号实现2倍抽取,第三级为半带滤波器,用来调整滤波器的阻带衰减和过渡带宽度,同时也对信号实现2倍抽取。4.降采样数字滤波器的设计与仿真。针对ADC系统的技术要求和Sigmadelta调制器的设计指标,确定降采样数字滤波器的输入频率81.92MHz,输出频率640kHz,抽取倍数为128。采用Matlab软件中的Simulink工具建立了降采样数字滤波器的模型,并进行了系统仿真。结果表明设计的降采样数字滤波器性能良好。5.降采样数字滤波器的硬件实现。采用Verilog HDL对降采样数字滤波器进行描述,在Modelsim中进行系统的功能仿真,结果表明经降采样数字滤波器后采样频率变为奈奎斯特频率。然后使用EDA工具Design Compiler对代码进行逻辑综合并进行静态时序分析,结果表明该降采样数字滤波器满足设计要求。最后采用Encoumter进行布局布线,生成了降采样数字滤波器的版图。