如何設計一個新型雙聲道音頻的小面積插值濾波器詳細資料說明

　　該文提出了一種新型雙聲道音頻Σ - Δ數模轉換器（DAC）小面積插值濾波器設計方法。該方法采用左右兩個聲道復用一個插值濾波器的新型結構，并利用存儲器實現第1 級半帶濾波器，從而降低芯片的實現面積。提出重新排序方法，保證復用后兩個聲道的同步。設計在TSMC 0.18 μm 1.8 V/3.3 V 1P5M CMOS 工藝上實現，測試信噪比為106 dB，數字部分芯片的面積僅為0.198 mm2，功耗為0.65 mW。這種設計方法降低了Σ - Δ DAC系統中數字部分的面積和功耗，給模擬部分留有較大的設計裕量，這對模數混合系統的設計具有重要的意義。

　　Σ-Δ數模轉換器（DAC）采用過采樣以及Σ-Δ調制技術來實現數模轉換，具有轉換精度高轉換速率相對低的特點，適用于音頻信號處理系統。過采樣Σ-Δ調制目前己成為實現高精度音頻數模轉換的主要實現方式。這種技術是通過數字處理技術來降低對模擬電路的要求，因此數字電路尤其是實現過采樣的插值濾波器消耗的面積和功耗都比較大。為了減小插值濾波器的面積，采用CSD編碼，把定系數乘法運算轉化為移位相加（減）；經CSD編碼后，可使加（減）法的次數大幅度降低，從而減小芯片面積；但實現高階的FIR濾波器時仍需要大量的加法器和減法器，硬件消耗較大。采用FPGA實現來減小硬件消耗。利用改進的MDT結構，有效的減小插值濾波器的面積。提出了系數混合基分解的多相半帶濾波器的無乘法器實現方法，插值濾波器面積占用0.6 mm2。本文提出了一種提出了一種雙聲道復用的設計方法，設計的插值濾波器保證106 dB信噪比的同時，數字部分僅占用芯片面積 0.198 mm2，大大降低了生產成本，這對目前市場競爭激烈的消費類芯片意義重大。