论文部分内容阅读
音频DAC主流发展技术是过采样技术和噪声整形技术。音频信号经过过采样滤波器和噪声整形调制器之后,信号的位数将大大地降低,减小了数模转换的难度。过采样技术和噪声整形技术的引入,增加了音频DAC中数字电路的规模,却换取了模拟电路设计的简化及音频DAC制造成本的大大降低。
本文的研究目的是设计一个音频IP核,该IP核包括针对AMBA总线的接口模块和音频.DAC。为此本文首先研究了AMBA协议中.APB总线规范和音频DAC的工作原理,在充分理解AMBA总线规范及音频DAC工作原理的基础上完成了总线接口模块,音频DAC数字和模拟部分设计。本文所设计的总线接口模块完成IP核与APB总线的通讯;音频DAC数字部分主要包括插值滤波器和∑-△调制器,插值滤波器完成对输入信号的128倍过采样并滤除镜像频谱,∑-△调制器将20位的数字信号转换成6位的数字信号,并将量化噪声调制到高频段;音频DAC模拟部分将数字部分产生的数字信号转换成相应的模拟信号。
总线接口模块和音频DAC数字部分的设计是本文的重点。两个模块均利用Verilog HDL语言实现,运用SYNOPSYS的工具VCS和Matlab工具对其进行了仿真。其中,音频DAC中插值滤波器的通带纹波为±0.04dB,阻带衰减为47dB,通带带宽为0.448Fs,阻带带宽为0.552Fs;调制器采用2阶6位∑-△调制器,能够支持48 Knz的采样率并达到100dB以上的信噪比。最后,利用ARM公司提供的Integrator完成了对以上两个模块的FPGA验证。