一种面积优化的高精度音频∑-△ DAC数字前端实现

作者：黄春波; 张涛

来源：微电子学与计算机, 2021, 38(12): 93-98.

• 音频Σ-△DAC
• 内插滤波器
• Σ-△调制器
• FPGA

为实现高精度音频Σ-△ DAC数字前端的微面积目标,本论文提出了一种数字前端电路面积优化的新方法.首先,优化了有限冲击响应(FIR)滤波器的系统结构,减小了硬件开销;然后提出了一种RADIX-T算法以利用滤波器系数之间共享基本式,从结构到系数的优化,减小了滤波器的面积,最后,优化了的3阶4bit的}△调制器结构替代单比特量化器,克服了随机抖动的问题和降低了模拟重建滤波器的实现;同时分析调制器的信噪比与系数精度的关系,并采取折中的方法通过移位来实现精简后的系数,以最小的精度代价实现}△调制器的面积优化.通过FPGA平台验证了其功能,在1.2V的工作电压下,其功耗为42 μW,信噪比和动态范围分别是122 dB和120 dB,在TSMC 90 nm CMOS的工艺下,其芯片面积为0.051 mm2.结果 表明,实现了高性能、低面积的要求.