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∑△AD转换器是一种低速、高精度的过采样AD转换器,主要应用于音频和部分视频频段的信号处理。目前业界最高带宽24位工业用ADC为TI推出的ADS1271。∑△AD转换器中,虽然模拟调制器部分决定了AD转换器的设计精度以及转换速率,但数字抽取滤波器很大程度上决定了AD或DA转换器的速率、功耗和面积。此外,数字抽取滤波器阶数和滤波器系数一般是固定的,因此输出位数也固定,从而使得针对于某一特定设计精度的调制器,需设计特定的滤波器与之相匹配。本文针对抽取滤波器的特点,以用于远程监控的医疗设备中针对语音信号处理的SOC中的∑△AD转换器为研究对象,并根据已经实现(已流片)的三阶、128倍过采样、级联开关电容结构、14bit∑△调制器为设计背景,设计了一个阶数和输出位数可调节的数字抽取滤波器。该滤波器设计的阶数、系数和输出位数均由外部控制信号决定,可根据输入信号信号噪声比的不同,选择合适的滤波器阶数、系数和输出位数相匹配。本滤波器设计可以作为ASIC库的标准单元模块反复使用,或用于输入精度不确定的调制器测试中。设计采用0.18μm标准CMOS工艺,芯片面积1.48×1.48mm2,可实现对输入信噪比在62～109dB之间,频率范围8～24KHz的信号的处理。同时,本设计采用了多相位结构、结构复用、分时复用等设计方法,大大简化了电路结构,减小了芯片面积。为了测试前端∑△调制器芯片性能并进一步改进调制器设计,本文还对调制器芯片测试结果进行了一定的分析:测出芯片功能正确,但性能未达要求,有效位约为6位;造成性能误差的直接原因是工艺偏差对OTA参考电压产生的影响;系统参数有待进一步调整。最后,根据实测结果和原调制器电路的重新仿真结果的比较,本文又提出了部分改进方案:将电源电压由3.3V降到1.8V;OTA参考电压采用自偏置电路结构;重新设计三阶调制器系统参数、仿真并测得改进后的电路系统理想情况下信噪比峰值可达108dB(约18位)。