24位低功耗音频Sigma-Delta数模转换器数字前端实现

作者： 梁帅 ; 卫宝跃 ; 刘昱 ; 张海英

摘要： 为实现24bit音频DAC的数字前端低功耗、微面积的设计,提出了一种新的面积优化方法.优化了有限冲击响应(FIR)插值滤波器结构,同时采用改进的非递归公共子式消除算法和加法器、寄存器共用的方法来减小硬件开销和面积.优化的4阶3bit Sigma-Delta调制器克服了单比特量化器需随机加抖的问题和减轻了对后续模拟重建滤波器的性能要求.该数字部分采SMIC 40nm 1P6M标准CMOS工艺设计,核心芯片面积为0.058mm2,在1.1V电源电压仿真下,得到功耗为53μW,峰值信噪比(SNR)达到了146dB,谐波失真(THD)为-150dB,实现了高性能低功耗的要求.

关键字： 音频数模转换器 Sigma Delta调制器 插值滤波器

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