低功耗64倍CIC滤波器设计:减小功耗与面积的高精度解决方案

6 下载量 67 浏览量 更新于2024-08-30 收藏 603KB PDF 举报
本文主要探讨了一种低功耗64倍降采样多级数字抽取滤波器的设计方法。在传统数字抽取滤波器面临功耗和面积资源占用较大的问题时,设计者提出了一种创新的解决方案。该滤波器由级联积分梳状滤波器、补偿FIR滤波器和半带滤波器构成,旨在在保证∑-Δ ADC转换的高精度前提下,显著降低系统的功耗和面积需求。 在设计中,关键的技术改进包括:多级级联积分梳状(CIC)滤波器采用置换原则来优化各级级数,采用非递归结构以减少复杂度和功耗;同时,引入多相结构于补偿滤波器和半带滤波器中,进一步节省硬件资源。通过这种方法,系统能够在处理高精度信号如音频信号(44kHz奈奎斯特采样频率)时,有效地降低量化噪声的影响,确保输出数据信噪比达到15位有效位数,满足高速性能要求。 在实际测试过程中,研究人员将∑-Δ调制器的输出信号作为激励源,利用Matlab系统进行仿真验证,通过FPGA进行实际操作,并对处理后的信号进行快速傅立叶变换(FFT)分析。结果显示,这种设计不仅在理论性能上表现出色,而且在实际应用中的功耗控制和速度匹配上也达到了预期效果。 本文的研究提供了一个有效的低功耗解决方案,适用于对功耗敏感的高性能信号处理应用,如音频信号处理系统,为数字信号处理领域的硬件设计提供了新的参考。通过优化级联结构和滤波器组件,本文的工作有助于提升电子设备的整体能效,是信号调理领域的重要进展。