论文部分内容阅读
DAC(Digital to Analog Converter,数模转换器)是数模混合系统的重要组成部分,在数字音频,通信等众多领域中有重要应用,随着音视频、通信技术的发展,DAC的精度要求越来越高。本文通过分析DAC的非线性和多位DAC中产生的失配及其影响,得出DAC要想得到较高的精度必须具有较高的线性度,而多位DAC中产生的失配会引起DAC的非线性,因此多位DAC中产生的元素失配对DAC的精度具有较大影响。为了补偿元素失配,消除失配的影响,提高信号线性度,本文介绍了DEM(Dynamic Element Matching,动态元素失配)技术。本文应用的DWA(Data Weighted Averaging,数据加权平均)算法是DEM技术中最简单、有效的算法,通过分析DWA算法的原理,本文设计了用于多位DAC的BNF-DWA(back-and-forth DWA)模块。为了实现高性能、低成本的多位DAC,本文分析了sigma-delta调制器的原理和结构。通过深入研究sigma-delta调制器中采用的过采样技术和噪声整形技术,得出DAC的信噪比与过采样率、调制器的阶数、量化位数之间的关系,为了得到较好性能的sigma-delta调制器,使三个参数达到较好的平衡,本文设计了用于多位DAC的64倍过采样率4阶3位的sigma-delta调制器,输入在100k Hz的正弦信号下,输出信噪比达到138.2d B,有效位数达到22.67位。本文实现了用于多位DAC的sigma-delta高阶单环调制器,通过matlab建模分析了系统的性能和电路实现的可能性,通过数字设计实现了sigma-delta调制器和BNF-DWA模块,通过verilog行为级建模和功能仿真,验证了设计的正确性,通过Synopsys公司的Design Compiler软件进行综合,满足建立时间要求。