∑-Δ ADC中数字抽取滤波器的多级实现

设计和实现了一个应用于音频∑-Δ模数转换器的数字抽取滤波器.该抽取滤波器采用多级多采样率结构,由梳状滤波器、补偿滤波器和2个FIR半带滤波器构成.补偿滤波器补偿梳状滤波器的通带滚降,补偿后整个抽取滤波器带内纹波小于0.006 dB,同时补偿滤波器实现了2倍降采样,减少了一个FIR半带滤波器的硬件开销.滤波器系数均采用规范符号编码实现,避免使用规模很大的乘法器单元.数字抽取滤波器采用SMIC 0.18μm CMOS工艺实现,芯片测试表明,该滤波器对256倍过采样率、三阶∑-Δ调制器的输出码流进行处理得到的信噪比达到107 dB,能够满足高端音频模数转换器的要求.     

高精度Σ-ΔADC中的数字抽取滤波器设计

设计1个应用于高精度sigma-delta模数转换器(Σ-ΔADC)的数字抽取滤波器。数字抽取滤波器采用0.35μm工艺实现,工作电压为5V。该滤波器采用多级结构,由级联梳状滤波器、补偿滤波器和窄带有限冲击响应半带滤波器组成。通过对各级滤波器的结构、阶数以及系数进行优化设计,有效地缩小了电路面积,降低了滤波器的功耗。所设计的数字抽取滤波器通带频率为21.77kHz,通带波纹系数为±0.01dB,阻带增益衰减120dB。研究结果表明:该滤波器对128倍过采样、二阶Σ-Δ调制器的输出码流进行处理,得到的信噪失真比达102.8dB,数字抽取滤波器功耗仅为49mW,面积约为0.6mm×1.9mm,达到了高精度模数转换器的要求。     

一种用于UWB接收端的带通滤波器分析与设计

采用0.18 μm工艺设计1个用于UWB接收端的4阶切比雪夫有源RC带通滤波器.给出1种有损积分器直流增益补偿策略,从而减小滤波器对运算放大器直流增益的要求.同时,采用1种数控电阻的方式实现通带增益的调节.仿真结果表明:所设计的滤波器在通带增益为0dB时,通带纹波增益为0.112 dB,下-3 dB频率为156 kHz,上-3 dB频率为259 MHz,带宽为258.844 MHz;频率为500 MHz处的信号衰减为28.25 dB,频率为792MHz处的信号衰减为45.16dB,完全符合UWB接收端对带通滤波器的性能指标要求.     

新型中心开圆形槽的带通滤波器设计

设计了一种新型带有两个三角形切角和中心开圆形槽的双模椭圆函数带通滤波器,并对该滤波器结构进行了仿真研究和分析。该滤波器在中心频率2．28GHz处,最小插入损耗为0．25dB,通带内在2．24～2．35GHz之间插入损耗小于1dB,在2．27～2．47GHz之间回波损耗大于20dB,3dB相对带宽为7．37％。在通带两侧2．04GHz和2．55GHz处有2个衰减极点,衰减分别是61．85dB和45．64dB,另外,在通带右侧3．28GHz处还有一个65．15dB的衰减极点。研究表明,该结构能够减小滤波器的体积,更有利于器件的小型化,同时还能够有效减小辐射损耗,使通带两侧的衰减变得更好。     

双模谐振器设计超宽带滤波器

利用双模谐振器设计一个结构新颖紧凑的超宽带(UWB)滤波器,该滤波器的通带为3.9~11.6 GHz,通带最低频率(FBW)达99%.两个衰减极点分别产生在靠近通带的两边,提高了通带频率的选择性.另外两个衰减极点产生在通带高频端的阻带内,抑制双模谐振器二次谐振产生的谐振模式,很好地改进了阻带性能.仿真和测量结果表明,通带内插入损耗低于1.0 dB(3.9~11.6 GHz),高阻带内插入损耗大于15.0 dB (12.0~19.5 GHz),整个通带内群延迟小于0.5 ns.仿真和测量结果很好地吻合,表明此超宽带滤波器的有效性.     

CIC滤波器在调制器应用中的性能研究

为了补偿级联积分梳状(CIC)滤波器固有的通带衰减,提出在CIC滤波器之前插入脉冲成形滤波器(PSF)进行预补偿的新算法,该算法不增加硬件复杂度.以多速率正交调制器为例分析了补偿后CIC滤波器的性能,给出了滤波器系统的频率响应.仿真结果表明该补偿算法实用,有效.     

CIC抽取滤波器的仿真

本课题设计一个输入字宽为8位的3级CIC滤波器，微分延迟因子M=1，抽取因子D=10，通带内的混叠衰减至少大于105dB,通带内的衰减至少小于0.5dB。     

改进的高性能级联积分梳状滤波器

为解决应用于采样率变换系统中的级联积分梳状(CIC)滤波器通带失真大和阻带衰减小对其应用的限制,在分析传统CIC滤波器传输函数和频谱特性的基础上,引入二级可调参数简单滤波器,设计一种高性能CIC滤波器。仿真结果表明,它与同级数规模的内插二阶多项式CIC滤波器相比,阻带衰减提高20dB;同锐化CIC滤波器相比,阻带衰减提高80dB;通带性能得到较大改善;实现复杂度较低。因此,它适用于对通带、阻带性能和实现复杂度要求较高的采样率变换系统。     

微带多耦合SIR带通滤波器的设计

基于微带SIR的特性,提出了一种紧凑的微带多耦合带通滤波器结构,介绍了通过控制微带SIR谐振器的阻抗比值来调整二阶通带中心频率的位置,从而实现二阶杂波抑制和改善滤波器上边阻带衰减特性的原理.最后设计了一个中心频率为3.65 GHz,分数带宽约为3.5%的微带多耦合SIR带通滤波器,仿真表明其频率响应在1阶杂波频点处有-10 dB左右的衰减,使得滤波器在上边阻带的衰减更陡峭,通带更对称.制作的电路在中心频率处的插入损耗测试结果为-3.2 dB,带宽大约为120 MHz,和仿真结果比较一致.     

模拟和数字(IIR)滤波器的CAD

本文以布特沃思型滤波器为例,提出了统一设计模拟和数字(IIR)滤波器传递函数的CAD方法,并给出了程序设计框图、设计举例和结果。只要给定滤波器的特性指标(通带最大衰减A_(max)、阻带最小衰减A_(max)、通带边界频率f_P、阻带边界频率fs及采样频率fa)就能迅速得到滤波器传递函数的系数、幅频值、相频值及幅频曲线。运用计算机设计方法,避免了设计过程中的繁复计算,大大加快了设计速度,并提高了设计精度。     

改进的高性能级联积分梳状滤波器

为解决应用于采样率变换系统中的级联积分梳状(CIC)滤波器通带失真大和阻带衰减小对其应用的限制,在分析传统CIC滤波器传输函数和频谱特性的基础上,引入二级可调参数简单滤波器,设计一种高性能CIC滤波器。仿真结果表明,它与同级数规模的内插二阶多项式CIC滤波器、锐化CIC滤波器相比,阻带衰减分别提高20dB、80dB;通带性能得到较大改善;实现复杂度较低。因此,它适用于对通带、阻带性能和实现复杂度要求较高的采样率变换系统。     

一种可配置数字滤波器设计及其ASIC实现

针对一种行业专网用带宽可变频点可变无线射频芯片的需求,设计一种可配置数字滤波器系统结构。该结构通过CIC滤波器组减少系统中FIR滤波器的阶数和系数,并采用补偿滤波器和增益校正模块减小信号失真;带宽通道配置模块选取CIC滤波器组的抽取因子、FIR滤波器系数等参数,实现带宽可变、频点可变的功能。采用Global Foundry 0.18μm工艺进行ASIC设计,通过系统优化减少数字滤波器内部数据位宽,并采用CSD编码系数等面积优化方法,使版图面积减少30%。研究结果表明:所设计数字滤波器实现了5 kHz~2 MHz等带宽信号的选取,其通带波纹小于0.015 dB,阻带衰减大于55 dB,过渡带宽不大于通带宽度。     

双极化膜片阵列加载方波导带通滤波器的设计

采用方波导对称加载周期性金属膜片阵列的结构,设计并研制了一个双极化宽带方波导带通滤波器,分析了膜片高度和加载周期这两个关键参数对滤波器滤波特性的影响,获得7.5～14 GHz上插入损耗小于1 dB的实测通带带宽,阻带范围14.5 ～ 16.8 GHz,且阻带衰减最大值达到45 dB,正交双极化之间的极化隔离度大于25 dB.该滤波器可很方便的用于宽频带双极化波导天馈系统.     

一种高性能超宽带带通滤波器的设计

本文利用缺陷接地结构(DGS)设计了一种高性能的超宽带滤波器,该滤波器包括位于多模谐振器下面的六个半圆形的DGS.首先通过使用多模谐振原理得到一个超宽带带通滤波器,然后利用DGS结构设计了一个截止频率超过12.6GHz的低通滤波器,这样做的目的是抑制超宽带滤波器的寄生通带的影响.最后结合两者,得到一高性能种超宽带带通滤波器,使用ANSOFT HFSS软件建模仿真和优化,结果表明:该滤波器的中心频率在6.85 GHz,通带为3.0 GHz-10.6 GHz,通带内插入损耗小于0.3 dB,回波损耗优于20 dB.频带内具有良好的通带特性,同时又能有效的抑制高次谐波,上阻带在30 dB以下达到19 GHz.     

基于阶跃阻抗谐振器的耦合微带带通滤波器设计

针对寄生通带降低了耦合微带带通滤波器选择性的问题,设计了1／4波长型阶跃阻抗谐振器（SIR）的微带带通滤波器．以平行耦合微带线为基础。从上层微带线结构着手,对SIR的谐振特性和设计参量进行了推导,根据微带带通滤波器的设计指标,在馈线端端接相应的SIR谐振结构。使带通滤波器在寄生通带处的衰减达到了．45dB,提高了带通滤波器的选择性．采用插入损耗和网络综合的方法,利用ADs仿真工具对该滤波器进行优化仿真设计。结果表明。基于SIR结构的滤波器克服了寄生通带对设计通带的影响,提高了滤波器的带外抑制能力．     

基于∑-△调制技术的信号发生器设计

提出了一种新的采用∑-△调制和无损离散积分振荡器来产生片内模拟信号的方法.研究了电路的实现原理和噪声传递函数零点优化设计方法,运用无乘法器的梯型滤波器结构和∑-△调制技术避免了多位高精度乘法运算和多位D/A数模转换器硬件成本高的缺点.除一个比较器外,整个电路全部由标准CMOS工艺来实现集成,硬件成本非常低,非常适用基于可测性混合集成电路的设计.通过一个6阶实例和仿真的结果表示:6阶的信号发生器具有120 dB衰减的动态带宽.     

基于CFA的巴特沃斯低通滤波器设计和仿真

选用一种典型的电流反馈型运放设计了巴特沃斯低通滤波器.详细论述电路结构、元件参数选择方法以及仿真结果.用巴特沃斯多项式逼近电路传递函数,得到巴特沃斯滤波器.结合数学方法和电路约束条件设计一种新的参数计算方法,该方法克服了常用方法中等值元件法和单位增益法的缺点.仿真结果表明,滤波器的通带增益为18 dB,上限截止频率为10 MHz,通带增益起伏为4 dB,过渡带下降速率为60 dB/dec.     

基于SIR和UIR的双通带带通滤波器的设计

基于λ/2的阶跃阻抗谐振器(SIR)和均匀阻抗谐振器(UIR)设计了一个结构紧凑的双通带带通滤波器,并给出了滤波器的等效电路模型.调整SIR和UIR的长度和阻抗实现双通带,折叠SIR和UIR使得滤波器的结构更加紧凑.经仿真优化及实物制作,测试结果表明,该滤波器工作在2.4GHz和5.59GHz,插入损耗分别为1.69dB和4.33dB.该滤波器具有以下优点:尺寸小,结构紧凑,易于设计和制作,可广泛应用于射频前端.     

过采样∑-△ADC的原理及单片机实现方法

论述了过采样∑-△ADC的基本原理及结构，分析了∑-△调制器的频域传输特性和系统的信噪比，给出了实现不同的A／D转换精度必须满足的条件和用单片机实现∑-△ADC的具体方法和电路。实际使用表明，该方法测量结果可靠，具有实用价值。     

软件无线电中新型高效数字滤波器的设计

传统CIC滤波器用作抽取和内插抗混叠滤波器时其通带偏差和混叠镜像衰减通常不能满足软件无线电系统的要求，为此提出了一种用内插二阶多项式级联锐化CIC滤波器的改进方法，它能同时使通带和阻带的性能得以提高．数值仿真结果表明，所提出的这种新型抽插抗混叠CIC滤波器能够有效补偿通带的偏差，同时又能增加旁瓣部分的衰减，更适合应用于对宽带信号处理的软件无线电数字上下变频器中．