用于高精度Σ-Δ数模转换的多级插值滤波器的设计技术(英文)

提出了一种用于20bitΣ-Δ数模转换器中的内插滤波器的有效实现方法,内插滤波器的过采样率为128.该方法使用多级结构以降低滤波器系数的复杂度和有限字长效应.同时提出了基于系数混合基分解的多相半带滤波器的无乘法器实现方法,它降低了控制逻辑的复杂程度,并大大节省了芯片面积.芯片采用0.13μm CMOS工艺实现,整个插值滤波器面积小于0.63mm2.整个电路系统仅用简单的硬件单元实现,且结构规整,这有利于大规模集成电路制造,并可应用于高精度数据转换电路中.     

用于高精度∑-△数模转换的多级插值滤波器的设计技术

提出了一种用于20bit ∑-△数模转换器中的内插滤波器的有效实现方法,内插滤波器的过采样率为128.该方法使用多级结构以降低滤波器系数的复杂度和有限字长效应.同时提出了基于系数混合基分解的多相半带滤波器的无乘法器实现方法,它降低了控制逻辑的复杂程度,并大大节省了芯片面积.芯片采用0.13μm CMOS工艺实现,整个插值滤波器面积小于0.63mm2.整个电路系统仅用简单的硬件单元实现,且结构规整,这有利于大规模集成电路制造,并可应用于高精度数据转换电路中.     

用于高精度Σ-Δ数模转换的多级插值滤波器的设计技术

提出了一种用于20bit Σ-Δ数模转换器中的内插滤波器的有效实现方法，内插滤波器的过采样率为128. 该方法使用多级结构以降低滤波器系数的复杂度和有限字长效应. 同时提出了基于系数混合基分解的多相半带滤波器的无乘法器实现方法，它降低了控制逻辑的复杂程度,并大大节省了芯片面积. 芯片采用0.13μm CMOS工艺实现，整个插值滤波器面积小于0.63mm2. 整个电路系统仅用简单的硬件单元实现，且结构规整，这有利于大规模集成电路制造,并可应用于高精度数据转换电路中.     

内插FIR数字滤波器的多相实现

提出一种内插FIR数字滤波器基于多相结构的优化实现方法.利用多相结构各子滤波器的自身对称和镜像对称特性,复用加权求和单元,显著降低了实现复杂度.以384阶、4倍内插SRRC滤波器的FPGA实现为例.验证了所提多相结构优化实现方法的优越性.     

一种新型节省芯片面积的数字插值滤波器的设计与实现

提出了一种插值滤波器的设计与实现的新方法,并最终将其实现.该方法适合于过采样数模转换器.为减小芯片面积及设计复杂度,采用一种等同子滤波器级联设计方法,并对其改进.同时,提出了一种新型的等同子滤波器实现结构,进一步减少了芯片实现所需的硬件.测试结果表明,芯片达到了设计指标,节省了芯片面积,并显示出良好的噪声抑制性能.该数字插值滤波器已经被成功应用于一款过采样数模转换器.     

Design and Implementation of a Novel Area-Efficient Interpolator

提出了一种插值滤波器的设计与实现的新方法,并最终将其实现.该方法适合于过采样数模转换器.为减小芯片面积及设计复杂度,采用一种等同子滤波器级联设计方法,并对其改进.同时,提出了一种新型的等同子滤波器实现结构,进一步减少了芯片实现所需的硬件.测试结果表明,芯片达到了设计指标,节省了芯片面积,并显示出良好的噪声抑制性能.该数字插值滤波器已经被成功应用于一款过采样数模转换器.     

基于时分处理的FIR内插滤波器的设计与实现

本文从设计原理和硬件结构两个方面对FIR内插滤波器的设计与实现方法进行了分析.以降低硬件开销和提高处理速度为目标,提出了基于子滤波器时分处理的多相滤波器设计方法,并针对具体器件就算法的实现进行了讨论.最后,以第三代移动通信系统WCDMA中基带成形滤波器为实例比较了几种方法之间的差异.     

基于DFT滤波器组的低时延FPGA语音处理实现研究

提出了WOLA（Weighted Overlap-Add）并行结构的低时延DFT滤波器组的设计和FPGA实现方法.为降低系统总体时延,在综合考虑传递失真、混迭失真的基础上,将群时延引入系统目标函数,并采用非对称综合原型滤波器设计方法,提出迭代算法,实现了DFT滤波器组低时延优化设计.通过对DFT滤波器组中分析和综合功能的关键模块采用多路并行乘法、多级流水加法链设计,实现了并行的WOLA结构DFT滤波器组,降低FPGA实现的计算时延.整个设计在Xilinx公司的Zynq7020型号FPGA芯片上进行实现.PESQ测试表明,设计的DFT滤波器组能取得较好的语音质量.与串行WOLA结构的实现对比表明,在16kHz语音采样率下,并行的WOLA结构FPGA实现的总时延能降低1.192ms,其中群时延降低12%,计算时延降低29.2%.     

一种带有精准调谐结构的有源RC低通滤波器的设计

提出了一种带有精准调谐结构的有源RC低通滤波器的设计方案,其截止频率为5MHz,并在0.18μm标准CMOS工艺线上流片得到验证.调谐精度达到(-1.24%,+2.16%),测试中得到验证.调谐系统所占芯片面积仅为主滤波器面积的1/4.调谐系统完成调谐功能后会自动关闭,降低了功耗以及对主滤波器的串扰.以50Ω作为源阻抗,滤波器带内3阶交调量(IIP3)好于16.1dBm.滤波器输入参考噪声为36μVrms.滤波器群延迟时间波动测试结果为24ns.滤波器功耗为3.6mW.带有这种调谐结构的滤波器容易被实现,可以用于很多无线低中频应用中,例如全球定位系统、全球通和码分多址等芯片系统中.     

宽带分数延时滤波器的优化设计及FPGA实现

提出了一种可变分数延时宽带数字滤波器的优化设计方法,该方法首先采用内插的方法提高采样率,降低信号的归一化带,再采用Farrow结构来实现分数延时,通过抽取,恢复信号的初始采样率.其实现形式采用基于多相滤波的级联结构,使得内插和抽取相互抵消,降低滤波器的阶数,提高运算效率.采用基于FPGA的并行分布式算法,设计利用了器件的结构特点以及与器件特性独立的2种方法,在时域实现了高速、高阶的宽带分数延时滤波器,并在Altera Stratix FPGA上进行了仿真验证,最高工作频率分别为184 MHz和119 MHz.     

一种适用于数字音频的Δ-ΣD/A转换器

设计了一种适于数字音频应用的18位48 kHz Δ-Σ D/A转换器.其内插滤波器采用时分复用和无需乘法器的设计,降低了硬件开销.Δ-Σ调制器采用5阶单环单比特量化结构,经FPGA平台验证,可实现100 dB的带内信噪比.开关电容(SC)重建滤波器采用CSMC 0.6 μm CMOS工艺实现,核心芯片面积为1.73 mm×1.11 mm,在5 V工作电源下,其功耗小于22 mW.     

一种用于Flash ADC的内插结构

本文描述的用于Flash ADC的电流内插结构,利用了ADC原有结构中电路的特点,在原有结构的基础上,改进了比较器单元,采用内插的方法减少了器件个数,从而节省了芯片面积,降低了芯片功耗。     

高阶重采样滤波器的多项式近似实现

可变载频带限信号的重采样,一般归结为按转换比P/Q(P为内插比,Q为抽取比)对原采样序列做内插和抽取。当P值很大时,需要多路内插滤波器,由于抗镜像的需要,滤波器系数矩阵非常庞大,使得高阶重采样难以实现。该文提出一种多项式近似滤波器的方法,用一组低阶多项式近似内插滤波器系数矩阵,简化了滤波器的结构,运算效率高,且内插延迟可任意改变。计算机仿真的结果表明:该结构适用于可变延迟的高阶带限内插滤波器。在一定条件下,误差在容许的范围之内。     

频域LMS自适应滤波器的Systolic阵列结构研究

本文提出了一种实现频域LMS自适应滤波器的Systolic阵列结构。该阵列结构中引入了多速率技术,对于自适应滤波器中的DFT变换和IDFT变换分别采用串入-并出方式和文中提出的并入-串出方式加以实现。整个结构的突出优点是结构简单、基本单元少、占用芯片面积少。     

基于FPGA的FIR数字滤波器的优化设计

提出采用正则有符号数字量（CSD）编码技术实现FIR滤波器。首先分析了FIR数字滤波器理论及常用设计方法的不足,然后介绍了二进制数的CSD编码技术及其特点,给出了其于CSD编码的定点常系数FIR滤波器设计过程,使用VHDI,语言实现了该常系数滤波器的行为描述。最后在Max＋PlusⅡ环境下进行实验仿真和验证,与DA和2C编码算法比较结果表明,用CSD编码技术实现的滤波器可以有效提高运算速度并降低FPGA芯片的面积占用。     

一种带有精准调谐结构的有源RC低通滤波器的设计

提出了一种带有精准调谐结构的有源RC低通滤波器的设计方案,其截止频率为5MHz,并在0.18μm标准CMOS工艺线上流片得到验证.调谐精度达到（-1.24%, +2.16%) ,测试中得到验证.调谐系统所占芯片面积仅为主滤波器面积的1/4.调谐系统完成调谐功能后会自动关闭,降低了功耗以及对主滤波器的串扰.以50Ω作为源阻抗,滤波器带内3阶交调量（IIP3）好于16.1dBm.滤波器输入参考噪声为36μVrms.滤波器群延迟时间波动测试结果为24ns.滤波器功耗为3.6mW.带有这种调谐结构的滤波器容易被实现,可以用于很多无线低中频应用中,例如全球定位系统、全球通和码分多址等芯片系统中.     

新型双声道音频Σ-ΔDAC小面积插值滤波器的设计实现

该文提出了一种新型双声道音频Σ-Δ数模转换器(DAC)小面积插值滤波器设计方法。该方法采用左右两个声道复用一个插值滤波器的新型结构,并利用存储器实现第1级半带滤波器,从而降低芯片的实现面积。提出重新排序方法,保证复用后两个声道的同步。设计在TSMC 0.18μm 1.8 V/3.3 V 1P5M CMOS工艺上实现,测试信噪比为106 dB,数字部分芯片的面积仅为0.198 mm2,功耗为0.65 mW。这种设计方法降低了Σ-ΔDAC系统中数字部分的面积和功耗,给模拟部分留有较大的设计裕量,这对模数混合系统的设计具有重要的意义。     

一种改进的适用于Sigma-Delta ADC的数字抽取滤波器

数字滤波器在sigma-delta ADC芯片中占据了大部分芯片面积,该文提出了一种数字滤波器结构,这种结构滤波器采用一个控制单元和一个加法器取代了Hogenauer结构滤波器中差分器的多个加法器,从而减小数字电路的面积。一个采用这种结构的4阶的数字滤波器在CYCLONE II FPGA芯片中被实现,耗费的硬件资源比Hogenauer结构的滤波器减少近29%。     

抽取滤波器的实现结构研究

为了减小模数转换器的功耗及芯片面积，通过对抽取滤波器原理的分析，设计了△-∑模数转换器中的数字抽取滤波器，利用结构简单的梳状滤波器和半带滤波器完成了有效结构实现，并结合Matlab工具对该滤波器进行了理论仿真、性能分析。结果表明，通过多级抽取，滤波器功耗和芯片面积都有大幅减少，有效降低了成本，并且能够实现256倍的抽取。     

应用于ΣΔADC的抽取滤波器的设计与实现

介绍了一种应用于ΣΔADC的抽取滤波器的设计和电路实现方法.通过对传统设计方法的分析,提出了一种可以节省10%硬件利用率的改进方法,同时提出了一种适用于半带滤波器的串并联结构,与传统的半带滤波器相比能够提高50%的硬件利用效率.在面积、速度和功耗的折衷的情况下,灵活应用CSD、CSE和多相分解结构,在0.18μm下实现了0.59 mm2的16位数字抽取滤波器.该滤波器与不应用串并联结构的滤波器相比能够节省18%左右的芯片面积.