[发明专利]一种sigma delta ADC的数字抽取滤波器

说明书

本发明公开了一种sigma delta ADC的数字抽取滤波器，包括用于降低采样频率的数字抽取滤波器，并且滤除带外量化噪声；所述数字抽取滤波器包括依次连接的CIC滤波器、HF滤波器和IIR滤波器。与传统的数字抽取滤波器相比，本发明使用更小的硬件开销满足了多种降采样率的需求，同时采用三段式的结构，按照指标设计了新的数字抽取滤波器的结构，实现了16bits的数据精度。在满足线性相位及稳定性要求的前提下使用了IIR滤波器，进一步减小了硬件的开销。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，应用于模拟信号转换为数字信号领域，具体涉及一种sigma delta ADC的数字抽取滤波器。

背景技术

模数转换器(Analog to Digital Converter，简称ADC)是一种将输入的模拟信号转换成数字信号输出的电路或器件，它被广泛地应用在信号采集和处理、数字通信、自动检测、自动控制和多媒体技术等领域。按照采样频率可以将ADC转换器分为两类。第一类ADC转换器是以奈奎斯特率(Nyquist Rate)对输入信号进行采样，即f＝2F，其中，F是输入信号的带宽，f则是采样频率；第二类ADC转换器，与第一类ADC转换器有所不同，其对输入信号的采样频率远远高于输入信号的奈奎斯特频率(Nyquist Frequency)，因此被称之为过采样ADC转换器，即sigma delta ADC。sigma delta ADC由sigma delta调制器和数字抽取滤波器组成，sigma delta ADC中调制器的基本原理是过采样和噪声整形。在sigma delta ADC中，需要采用数字抽取滤波器对调制器的输出数据进行抽取，将原来的过采样频率降低到奈奎斯特采样率，并同时将模拟信号转换成数字信号。数字抽取滤波器的主要作用是移除量化噪声，降低采样频率和抗混叠。在sigma delta ADC中，为了能有效地将sigma delta调制器输出的高采样率、低分辨率数字信号转换成奈奎斯特采样频率输出的高分辨率数字信号，需要用不同形式的数字滤波器进行多级抽取，而一般的sigma delta ADC中使用的抽取滤波器都是只能满足一种采样率

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种sigma delta ADC的数字抽取滤波器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种sigma delta ADC的数字抽取滤波器，包括依次连接的一个3阶两通道量化器的模拟调制器和数字抽取滤波器；所述数字抽取滤波器用于降低采样频率，并且滤除带外量化噪声；所述数字抽取滤波器包括依次连接的CIC滤波器、HB滤波器和IIR滤波器。

进一步，所述CIC滤波器的传递函数为的降四倍采样CIC滤波器，或为传递函数为的降五倍采样CIC滤波器，其中H_i(z)表示滤波器积分器的传递函数，H_c(z)表示滤波器梳状滤波器的传递函数。

进一步，所述CIC滤波器包括4个延时单元I、2个延时器4、降采样单元6和4个延时单元II，4个延时单元I串联连接，最后一个延时单元I连接一个延时器4，延时器连接降采样单元，4个延时单元II串联连接，最后一个延时单元II连接一个延时器，第一个延时单元II与降采样单元连接。

进一步，所述延时单元I包括加法器I3和延时器4，所述加法器I具有两个正输入端，其中一个正输入端作为延时单元I的输入端，另一个正输入端与延时器的输出端连接，加法器I的输出端与延时器的输入端连接，延时器的输出端作为延时单元I的输出端。

进一步，所述延时单元II包括加法器II7和延时器4，所述加法器II具有一个正输入端和一个负输入端，加法器II的正输入端作为延时单元II的输入端，加法器II的输出端作为延时单元II的输出端，所述加法器II的正输入端与延时器的输入端连接，延时器的输出端与加法器II的负输入端连接。