Verilog实现sigma_delta调制
时间: 2023-07-12 10:22:50 浏览: 91
以下是一个简单的 Verilog 代码实现基于一阶 sigma-delta 调制的模拟数字转换器(ADC)的例子:
```
module sigma_delta_adc (
input clk,
input reset,
input signed [15:0] analog_input,
output reg digital_output
);
parameter DATA_WIDTH = 16;
parameter SAMPLE_RATE = 1000000; // 1 MHz
parameter CUTOFF_FREQ = 20000; // 20 kHz
reg signed [15:0] integrator;
reg signed [15:0] feedback;
reg signed [15:0] error;
reg signed [15:0] quantizer;
reg [31:0] accumulator;
reg [31:0] counter;
reg [31:0] threshold;
assign digital_output = quantizer[DATA_WIDTH-1];
always @(posedge clk) begin
if (reset) begin
integrator <= 0;
feedback <= 0;
error <= 0;
quantizer <= 0;
accumulator <= 0;
counter <= 0;
threshold <= 0;
end else begin
// Compute error signal
error <= analog_input - feedback;
// Integrate error signal
integrator <= integrator + error;
// Add feedback from quantizer
feedback <= integrator + quantizer;
// Quantize feedback signal
if (feedback >= threshold) begin
quantizer <= 1;
end else begin
quantizer <= -1;
end
// Update threshold for next sample
accumulator <= accumulator + CUTOFF_FREQ;
if (accumulator >= SAMPLE_RATE) begin
accumulator <= accumulator - SAMPLE_RATE;
threshold <= threshold + 1;
end
end
end
endmodule
```
该代码中,`sigma_delta_adc` 模块接收时钟信号 `clk`、复位信号 `reset`、模拟输入信号 `analog_input`,并输出数字输出信号 `digital_output`。数据宽度可以通过 `DATA_WIDTH` 进行配置,采样率可以通过 `SAMPLE_RATE` 进行配置,截止频率可以通过 `CUTOFF_FREQ` 进行配置。
在模块中,有一个积分器 `integrator` 用于对输入信号进行积分,另一个反馈信号 `feedback` 用于反馈积分器输出,一个误差信号 `error` 用于表示输入信号与反馈信号之间的误差,一个量化器 `quantizer` 用于对反馈信号进行量化,以及一个累加器 `accumulator` 和一个计数器 `counter` 用于计算阈值。
在时钟上升沿触发的 `always` 代码块中,如果复位信号 `reset` 为高电平,则将所有寄存器和累加器清零;否则,首先计算误差信号,然后将误差信号积分,并将积分结果加上量化器输出作为反馈信号。接着,对反馈信号进行量化,并根据量化器输出更新阈值。最后,将量化器输出作为数字输出信号。
需要注意的是,该代码中使用了 Verilog 的 `signed` 类型和加法、减法、比较操作,因此需要使用支持 SystemVerilog 的编译器进行编译。
相关推荐
![zip](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083736.png)
![zip](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083736.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![zip](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083736.png)
![zip](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083736.png)