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基于Sigma-Delta架构的音频信号A/D转换器设计

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简介：
本项目致力于开发一种新型音频信号A/D转换器，采用先进的Sigma-Delta架构，旨在实现高精度、低噪声的音频信号数字化处理。 基于SMIC 180纳米混合信号CMOS工艺技术，我们开发了一款适用于音频信号处理的16位四阶级联Sigma-Delta模数转换器（ADC）。该设备采用过采样率为64的设计，并且支持20 kHz的信号带宽。数字滤波模块由CIC抽取滤波器、CIC补偿滤波器和半带滤波器级联而成，确保通带纹波小于0.01 dB的同时实现-100 dB的阻带衰减性能。 在电源电压为1.8 V的情况下，这款ADC的整体功耗控制在2.34 mW。其信噪失真比达到了95.9 dB的高水平。

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  • 基于Sigma-Delta架构的音频信号A/D转换器设计
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    本项目致力于开发一种新型音频信号A/D转换器，采用先进的Sigma-Delta架构，旨在实现高精度、低噪声的音频信号数字化处理。 基于SMIC 180纳米混合信号CMOS工艺技术，我们开发了一款适用于音频信号处理的16位四阶级联Sigma-Delta模数转换器（ADC）。该设备采用过采样率为64的设计，并且支持20 kHz的信号带宽。数字滤波模块由CIC抽取滤波器、CIC补偿滤波器和半带滤波器级联而成，确保通带纹波小于0.01 dB的同时实现-100 dB的阻带衰减性能。 在电源电压为1.8 V的情况下，这款ADC的整体功耗控制在2.34 mW。其信噪失真比达到了95.9 dB的高水平。
     
  • 基于DWA的多位正交Delta Sigma A/D转换器Simulink模型- MATLAB开发
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    本项目运用MATLAB Simulink平台，设计并仿真了一种基于动态窗口算法(DWA)优化的多位正交Delta-Sigma模数转换器(A/D Converter)，旨在提升其性能与稳定性。 此提交包含三位正交 Delta Sigma AD 转换器的三个 Simulink 模型。所有模型都在复数域内使用数据加权平均 (DWA) 方法。不同的模型采用不同的方法来实现 DWA。 这些模型用于一项研究，相关论文已提交至 IEEE TCAS2： M. Neitola 和 T. Rahkonen，“广义正交数据加权平均”，IEEE 电路与系统杂志 II, 2014 年 4 月。
     
  • 2-1MASH多路Sigma-Delta转换器设计
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    本项目致力于研发一种创新性的2-1MASH结构多路Sigma-Delta调制器，旨在提高信号处理中的噪声抑制性能与动态范围，适用于高精度数据采集系统。 本段落介绍了一种采用全差分结构设计的量化器位数为3位级联结构调制器，并使用0.35 μm工艺实现。通过应用数据权重平均算法，有效降低了多位DAC对元件匹配性的要求。该系统在处理7.8125 kHz基带信号时，在500kHz的时钟速率下实现了高达87 dB的信噪比。结合抽取滤波器及校准算法的应用，输出结果无噪声分辨率达到了14.16位，并且模拟部分无需进行任何修调操作。 整体电路通过ADMS进行了混合仿真验证，并在3.3 V单电源供电条件下工作电流小于600 μA。
     
  • 基于增量的Sigma-Delta模数转换器设计与实现
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    本研究聚焦于开发一种高效的Sigma-Delta模数转换器(ADC)，采用增量调制技术优化信号处理过程，提高转换精度和速度。 Sigma-Delta模数转换器（Sigma-Delta ADC）在众多类型的ADC中独树一帜，通过采用过采样、噪声整形及数字滤波技术，在降低对模拟电路设计要求的同时实现了高精度与低功耗的特性，这是其他类型ADC难以企及的优势。然而，尽管具备这些优点，Sigma-Delta ADC也存在一个显著缺点：即在追求高速性能方面较为困难。因此，未来的Sigma-Delta ADC需要克服这一挑战以同时实现高速、高精度和低功耗。 本段落主要探讨了Sigma-Delta ADC的系统设计中调制器部分的研究，并利用Matlab软件进行建模与仿真分析，总结出了一套完整的设计流程。基于过采样率、精度及动态性能的需求，文章得出了调制器所需的阶数以及前馈因子、反馈因子和积分器增益等参数。通过使用Matlab进行模拟预测，可以预估实际调制器的预期表现。 特别地，本段落还讨论了增量型Sigma-Delta ADC的发展背景及其在温度直流信号测量中的应用特点，并从原理入手深入分析了该类型ADC系统建模中调制器的设计方法。
     
  • Delta-Sigma 数据转换器 - 理论、设计与仿真
    优质
    本书深入探讨了Delta-Sigma数据转换器的理论基础、设计方法及仿真技术，是理解和掌握这一关键技术领域的权威参考。 一本关于SIGMA DELTA ADC/DAC开发的经典书籍。
     
  • 脉搏波信号的A/D转换程序
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    本程序实现对脉搏波信号进行高效准确的模数转换。通过优化算法和采样技术，确保数据的真实性和完整性，为后续分析提供可靠支持。 脉搏波51单片机采集与AD转换程序，并通过串口上传进行通信传输。
     
  • Multisim D/A转换器
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    《Multisim D/A转换器》介绍了一种利用Multisim软件进行D/A（数字/模拟）转换设计与仿真的方法，帮助工程师和学生深入理解D/A转换原理及其应用。 Multisim D/A转换器采用倒T型电阻网络。
     
  • 基于基础元器件的双积分型A/D转换器设计
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    本项目专注于双积分型A/D转换器的设计与开发，采用基础元器件实现高精度、低功耗的数据采集系统，适用于工业控制和医疗设备。 双积分型A/D转换器的设计——如何使用51单片机及基本元器件设计一个双积分型A/D转换器？本资源提供了一个可供参考的方案。
     
  • 一种高速连续时间Sigma-Delta模数转换器的设计
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    本文介绍了一种新型高速连续时间Sigma-Delta模数转换器的设计方法，旨在提高信号处理速度与精度。通过优化架构和电路设计，实现了高性能模拟信号到数字信号的高效转换。 在TSMC O．18 μm CMOS工艺下设计了一款宽带宽、低功耗的连续时间Sigma-Delta ADC调制器。该调制器适用于无线通信、视频、医疗和工业成像等领域，采用三阶RC积分环路滤波结构以提高精度。为解决环路延时影响系统稳定性的问题，在环路中引入半个采样周期的延时，从而提升调制器性能；同时使用非回零DAC结构减少对时钟抖动的敏感度。通过优化设计和采用非回零DAC结构，使得该Sigma-Delta ADC具有较强的抗时钟抖动能力。此ADC带宽可达5 MHz，并且在10位分辨率下信噪比为63.6 dB，在1.8 V电压条件下功耗仅为32 mW。