本发明涉及一种滤波器,尤其涉及一种基于sigma-delta调制的重构滤波器。
背景技术
dac是指da转换电路,是把数字信号转换成模拟信号输出的电路。传统的dac电路,使用电容的电荷比例缩放电路,其电路规模面积和精确度都不能达到目前一些电子设备所要求的精度要求,另外,传统的dac电路有权电阻分压网络,其始终利用电压作为数字模拟转换的媒介,因此在转换过程中就需要对电路中的各种负载电容及寄生电容进行充放电,因此dac转换速度会很慢,只能用于低精度低速的dac中,已无法满足目前市场上的需求,并且现今的音频市场对于音质要求越来越高,因此sigma-delta调制模式下的音频输出系统十分的重要。
技术实现要素:
基于上述问题,本发明实现了基于sigma-delta调制的模拟dac,在前级为3阶1比特sigma-delta的调制下,模拟dac输出电路;本发明面向市场,能进行工业化生产,并且结构简单。
通过如下的技术方案实现:
一种dac重构滤波器,包括依次连接的移位寄存器、电阻网络和低通滤波器;移位寄存器包括延迟模块,完成单位时钟延迟;电阻网络为抽头系数电阻网络,完成了系数的计算;低通滤波器为输出级功率放大器实现的低通滤波器,完成加法器的功能;
其中,延迟模块,由d触发器实现,延迟模块后面的输出控制电流舵的开关,以d触发器的反向端作为输出;
其中,电阻网络,实现重构滤波器抽头系数a0,a1,a2,……a43;
电阻网络中的每个i都相等,电阻网络中的每一个抽头都对应于一个系数,系数计算步骤如下:
电阻网络中的总电阻为:rtot=(n-1)r+r=nr(1)
单位输出电压:vounit=irtot=nir(2)
另,对于任何一个抽头点i(i∈[1,n])来说,在其抽头点处所得到的电压是:
vfrac可以看成是小数部分的电压,而整数部分的电压可以看成:
vint=airtot=anir(4)
于是在输出端
相对于单位输出电压来说成为一个比例系数,即:
由上式可以知道,每一个系数
低通滤波器的加法器选用floatingsource结构的classab放大电路。
模拟部分电路设计完成的为一个44抽头的低通滤波器。
本发明技术方案实现的有益效果:
本发明为在前级为3阶1比特sigma-delta的调制下,模拟dac输出电路;本发明结构简单,高效,可进行工业化生产,实现了基于sigma-delta调制的模拟dac;模拟部分电路设计完成的即为一个44抽头的低通滤波器,是要将前级的sigma-delta调制后的1bit信号码流中音频信号部分滤出,将高频噪声予以去除;信噪比可以达到120db。
附图说明
图1是本发明dac重构滤波器的结构图;
图2是本发明dac重构滤波器的脉冲响应图;
图3是本发明dac重构滤波器的幅频响应图;
图4是1k正弦信号的1比特sigma-delta信号的码流通过本发明dac重构滤波器后的时域输出图;
图5是对图4进行fft分析后的图;
图6是本发明中单位时钟延迟模块电路图;
图7是本发明中电阻网络电路图;
图8是本发明中电阻网络中电流源通过电流舵的电路图;
图9是本发明中加法器结构图。
具体实施方式
以下详细描述本发明的技术方案。
实施例
如图1至图9所示,一种dac重构滤波器,包括依次连接的移位寄存器、电阻网络和低通滤波器;移位寄存器包括延迟模块,完成单位时钟延迟;电阻网络为抽头系数电阻网络,完成了系数的计算;低通滤波器为输出级功率放大器实现的低通滤波器,完成加法器的功能;
其中,延迟模块,由d触发器实现,延迟模块后面的输出控制电流舵的开关,以d触发器的反向端作为输出;所有的延迟模块z-1可以由d触发器统一实现,每一个延迟后面的输出是控制电流舵的开关闭合与否的,由于电路实现是差分的形式,用d触发器的反向端作为输出,即延迟一次后输出信号由高电平转为低电平,但是此时输出电平控制的是电流舵的反向端,相当于并没有改变输入信号的控制。
其中,电阻网络,实现重构滤波器抽头系数a0,a1,a2,……a43;电阻网络中的每个i都相等,电阻网络中的每一个抽头都对应于一个系数,系数计算步骤如下:
电阻网络中的总电阻为:rtot=(n-1)r+r=nr(1)
单位输出电压:vounit=irtot=nir(2)
另,对于任何一个抽头点i(i∈[1,n])来说,在其抽头点处所得到的电压是:
vfrac可以看成是小数部分的电压,而整数部分的电压可以看成:
vint=airtot=anir(4)
于是在输出端
相对于单位输出电压来说成为一个比例系数,即:
由上式可以知道,每一个系数
低通滤波器的加法器选用floatingsource结构的classab放大电路。
模拟部分电路设计完成的为一个44抽头的低通滤波器。