過采樣調(diào)制降采樣抽取

1、一、Sigma-Delta調(diào)制器結(jié)構(gòu)及仿真幅值3000Hz 400mv 98dB幅值200mV 88dB幅值300mv 76dB二、抽取濾波器設(shè)計(jì)正負(fù)0.5V 0 1 輸出CIC濾波器設(shè)計(jì)CIC濾波器的基本原理N 級CIC 抽取濾波器的基本框圖如圖1 所示。從圖中可知, CIC 抽取濾波器主要由N 級積分器(Integrator) 、抽取器(Decimation) 和N 級梳狀濾波器(Comb Filter)三部分組成。其中, N 級積分器工作在高采樣頻率fs 下。每級積分器都是一個(gè)反饋系數(shù)為1 的單極點(diǎn)IIR 濾波器, 其傳遞函數(shù)為: ，單級積分器基本實(shí)現(xiàn)框圖如圖2-1所示。圖2-1N 級C

2、IC 抽取濾波器基本框圖圖2-2單級積分器的基本實(shí)現(xiàn)框圖CIC 抽取濾波器的梳狀部分工作在較低的頻率f s/R(R是整數(shù)倍的頻率變換因子)。梳狀部分由N級梳狀濾波器組成, 以fs/R為參照,每級微分延遲M個(gè)樣本。M影響濾波器頻率響應(yīng),工程實(shí)現(xiàn)中一般取值為1或2。以fs為參照,單級梳狀濾波器的傳遞函數(shù)為：Hc( z) = 1-z- RM ,當(dāng)M = 1,以fs/ R為參照時(shí), 傳遞函數(shù)為Hc(z) = 1-Z - 1單級梳狀濾波器基本實(shí)現(xiàn)框圖如圖2-3 所示。圖2-3單級梳狀濾波器的基本實(shí)現(xiàn)框圖在積分器和梳狀濾波器之間是一個(gè)速率轉(zhuǎn)換器(抽取器),轉(zhuǎn)換器將最后一級積分器的輸出數(shù)據(jù)速率從fs 降到f

3、s/R(將多余的樣本丟棄)。以fs為參照，可以推出整個(gè)CIC濾波器的傳遞函數(shù)為可以看出, H ( z) 有RMN 個(gè)零點(diǎn)和N個(gè)極點(diǎn)。RM個(gè)零點(diǎn)是由( 1 - z- RM) 產(chǎn)生的, 處于2P/ (RM) ( 或f s/ RM頻率) 弧度處, 圓心起始于z =1。每個(gè)不同的零點(diǎn)都重復(fù)N 次。H ( z ) 的N 個(gè)極點(diǎn)位于z = 1 處, 可以看出這些極點(diǎn)已經(jīng)被CIC 濾波器的N 個(gè)零點(diǎn)抵消掉了。其最大動(dòng)態(tài)范圍增長出現(xiàn)在DC 頻率( 也就是z = 1) 。最大動(dòng)態(tài)范圍增長是:Bgrow = (RM) N或bgrow = log2Bgrow = Nlog2RM通過觀察梳狀濾波器和積分器的結(jié)構(gòu),可以發(fā)現(xiàn):無須乘法運(yùn)算。事實(shí)上, 在積分器的反饋回路中有一個(gè)乘1 操作, 在梳狀濾波器的前饋回路中也有一個(gè)乘- 1的操作,但這可以通過簡單的取反實(shí)現(xiàn)。由于無乘法器,使得電路復(fù)雜性大大降低,從而與一般的F