音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器中梳狀濾波器的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-04 15:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 非常大 。 在 N=L 情況下，降采樣前后帶內(nèi)噪聲譜密度相差，由于 M=32，所以前后相差。 在 N=L+1的情況下， N+f01/8,所以帶內(nèi)噪聲譜在降采樣前后僅相差 。 若 NL+1則硬件消耗呈線性增加，但效果微乎其微。 因此本文選擇采用 4階梳狀濾波器。 階數(shù)的確定 基于上面的分析，編寫 Matlab程序?qū)ι厦娴慕Y(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證，圖 7給出了階數(shù) L分別為 4時(shí)梳狀濾波器的頻率響應(yīng)。從圖 7可以看出當(dāng) L=4時(shí)梳狀濾波器在 168KHz處的噪聲抑制能力大于 70dB，滿足設(shè)計(jì)要求。 圖 7 階數(shù) L分別為 4時(shí)梳狀濾波器的頻率響應(yīng) 字長(zhǎng)的確定 梳狀濾波器的傳遞函數(shù)中有極點(diǎn)，因此傳輸數(shù)據(jù)對(duì)于有限字長(zhǎng)的運(yùn)算就肯定會(huì)產(chǎn)生溢出。不過(guò)，若能選擇適當(dāng)?shù)膫鬏斪珠L(zhǎng)，并且在硬件實(shí)現(xiàn)中采用補(bǔ)碼運(yùn)算，則這種溢出誤差將不會(huì)影響濾波器的最終輸出結(jié)果，并且濾波器的輸出結(jié)果不會(huì)溢出。 字長(zhǎng)的確定 數(shù)據(jù)量化的字長(zhǎng)是 : N㏒ 2D+㏒ 2Ri 由于本設(shè)計(jì)調(diào)制器的輸出為1比特的數(shù)據(jù)， Ri=1， N=4，降采樣率 D是 32，所以最終選擇的數(shù)據(jù)字長(zhǎng)為 20比特。 系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化 —— 置換原則的應(yīng)用 通常降采樣的執(zhí)行是在數(shù)字濾波器的輸出信號(hào)中進(jìn)行抽取的處理。由于經(jīng)過(guò)抽取，數(shù)字濾波器的大量運(yùn)算將被棄用，這樣對(duì)芯片功耗和硬件消耗極大的浪費(fèi)，所以在本設(shè)計(jì)中采用一種降采樣的轉(zhuǎn)置形式，以克服上述所說(shuō)的缺點(diǎn)。 圖 8 等效的濾波器降采樣的結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化 —— 置換原則的應(yīng)用 圖 8中的（ a）和（ b）是一對(duì)等效的濾波器降采樣的結(jié)構(gòu)，從圖中可以看出如果將濾波器傳遞函數(shù)從 H(ZD)轉(zhuǎn)變成為 H(Z)，則濾波器的位置就能夠放在降采樣開(kāi)關(guān)的后面，而不影響輸入至輸出的頻率響應(yīng)，反義亦然。
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