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音频数模转换器芯片内部低功耗的设计研究

科技风 2018年第24期 11-12页

作者：谭舒凯广东省恩平市海天电子科技有限公司广东恩平529400

随着我国科学技术不断发展,当今节能低耗已经成为了我国各个产业的必然发展趋势。音频数模转换器芯片内部低功耗设计作为当今行业非常关注的问题。本文提出一种0.35μm CMOS技术,应用了24位采样率为44.1KHz的音频数模转换器芯片实现低... 详细信息

随着我国科学技术不断发展,当今节能低耗已经成为了我国各个产业的必然发展趋势。音频数模转换器芯片内部低功耗设计作为当今行业非常关注的问题。本文提出一种0.35μm CMOS技术,应用了24位采样率为44.1KHz的音频数模转换器芯片实现低功耗设计,应用了FIR/IIR滤波器直接电荷转换开关电容,使用一个在放大器,之后通过滤波器转换输入数字信号,从而实现最终的低耗设计。

关键词：音频数模转换器芯片低功耗设计

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低功耗、高精度音频数模转换器的设计与实现

低功耗、高精度音频数模转换器的设计与实现

作者：张昊浙江大学

学位级别：硕士

数字音视频技术在本世纪第一个十年中的蓬勃发展和广泛应用,推动了国内音频数模转换器的研究与开发。在低碳节能的大背景下,功耗问题在要求延长使用时间的便携式电子产品中显得尤为突出;同时,人耳对微弱的噪声十分敏感,为了获得更高的音... 详细信息

数字音视频技术在本世纪第一个十年中的蓬勃发展和广泛应用,推动了国内音频数模转换器的研究与开发。在低碳节能的大背景下,功耗问题在要求延长使用时间的便携式电子产品中显得尤为突出;同时,人耳对微弱的噪声十分敏感,为了获得更高的音质,16位到24位的高精度音频数模转换器被广泛使用。因此研发低功耗、高精度音频数模转换器对于满足数字音视频市场需求、提高我国集成电路产业的整体竞争力具有重要意义。在此背景下,本论文设计并实现了一个低功耗、高精度音频数模转换器,完成了从指标定义到流片测试的整套设计流程。本文的主要工作和创新点包括：1.归纳了数模转换器技术,对所采用的∑-△数模转换器进行了系统级分析,确定了整体结构,并深入探讨了模拟电路部分所有模块的工作原理和设计要点,总结了解读工艺和绘制版图的原则和经验,最终设计了一个低功耗、高精度音频数模转换器。其中穿插讨论了混合信号集成电路设计中的若干问题,包括数模电路之间的电平匹配、干扰抑制以及数模整体仿真与验证等。2.在中芯国际0.18μm Mixed-Signal 1P6M CMOS工艺上实现了上述设计,芯片核心面积为1.81 mm2。模拟电路部分的典型信噪失真比为89dB,功耗19.1 mW,其中不含缓冲器的功耗为9.1 mW;DAC整体电路的典型信噪失真比为84 dB,功耗20.3 mW,其中不含缓冲器的功耗为10.3 mW;样片良率为90%。测试结果达到了预期目标。3.对测试后的芯片实施了设计改进,提出了一系列可行方案并进行了仿真验证,这些方案包括高性能带隙基准源、片内参考电压产生和低阈值CMOS开关等。与改进前的仿真结果相比,模拟电路部分的功耗减小了58%,总谐波失真减小了4 dB,为今后的流片提供了有益参考。

关键词：音频数模转换器低功耗高精度过采样数模接口混合信号

Cirrus Logic发布音频数模转换器旗舰产品

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电子产品世界 2004年第05A期11卷 87-87页

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TI推出业内性能最高四通道音频数模转换器

电子技术（上海） 2004年第5期31卷 64-64页

欧胜推出新型高压音频数模转换器可降低DVD播放器和录像机的成本

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电子与封装 2006年第6期6卷 47-47页

作者：本刊通讯员《电子与封装》通讯员

2006年5月8日，欧胜微电子有限公司于英国爱丁堡宣布推出一种新型多通道数模转换器（DAC），可降低DVD播放器和录像机成本。WM8522和WM8501能够提供高性能音频和内置1．7Vrms线路驱动器。

关键词：音频数模转换器 DVD播放器录像机成本高压线路驱动器有限公司多通道微电子内置

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欧胜推出新型高压音频数模转换器

电子测试（新电子） 2006年第6期 104-104页

欧胜微电子有限公司（Wolfson）日前宣布推出一种新型多通道数模转换器（DAC），可降低DVD播放器和录像机成本。WM8522和WM8501能够提供高性能音频和内置1．7Vrms线路驱动器。

关键词：音频数模转换器高压 DVD播放器线路驱动器有限公司多通道微电子录像机内置

欧胜带有D类扬声器放大器的高保真音频数模转换器可延长便携多媒体设备的电池寿命

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电子与电脑 2006年第10期6卷 62-62页

欧胜微电子有限公司针对“袖珍多媒体设备”目标市场，日前推出一款高效率的立体声数字模拟转换器（DAC）．该数字模拟转换器带有集成了1W输出的D类立体声扬声器驱动器以及可提供完美音频品质的无电容耳机输出。

关键词：音频数模转换器立体声扬声器多媒体设备电池寿命数字模拟转换器高保真放大器

24位低功耗音频Sigma-Delta数模转换器数字前端实现

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微电子学与计算机 2015年第5期32卷 36-40页

作者：梁帅卫宝跃刘昱张海英中国科学院微电子研究所北京100029

为实现24bit音频DAC的数字前端低功耗、微面积的设计,提出了一种新的面积优化方法.优化了有限冲击响应(FIR)插值滤波器结构,同时采用改进的非递归公共子式消除算法和加法器、寄存器共用的方法来减小硬件开销和面积.优化的4阶3bit Sigma-... 详细信息

为实现24bit音频DAC的数字前端低功耗、微面积的设计,提出了一种新的面积优化方法.优化了有限冲击响应(FIR)插值滤波器结构,同时采用改进的非递归公共子式消除算法和加法器、寄存器共用的方法来减小硬件开销和面积.优化的4阶3bit Sigma-Delta调制器克服了单比特量化器需随机加抖的问题和减轻了对后续模拟重建滤波器的性能要求.该数字部分采SMIC 40nm 1P6M标准CMOS工艺设计,核心芯片面积为0.058mm2,在1.1V电源电压仿真下,得到功耗为53μW,峰值信噪比(SNR)达到了146dB,谐波失真(THD)为-150dB,实现了高性能低功耗的要求.

关键词：音频数模转换器 Sigma Delta调制器插值滤波器

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低电压音频ΔΣ数模转换器的设计与实现

低电压音频ΔΣ数模转换器的设计与实现

作者：姚晓亮清华大学

学位级别：硕士

不同领域对数模转换器有不同的要求，在音频领域，随着多媒体技术的快速发展，轻、薄、短、小的便携式移动音频电子设备获得快速发展，要求音频数模转换器能够在低电压下高效高精度的实现数模转换。数字CMOS工艺以其低成本和易于大规模... 详细信息

不同领域对数模转换器有不同的要求，在音频领域，随着多媒体技术的快速发展，轻、薄、短、小的便携式移动音频电子设备获得快速发展，要求音频数模转换器能够在低电压下高效高精度的实现数模转换。数字CMOS工艺以其低成本和易于大规模集成获得了广泛应用，已经成为主流工艺，所以要求音频数模转换器能够在标准数字工艺下实现。论文根据音频领域的要求和音频信号的特点设计完成一款低电压音频ΔΣ数模转换器。论文首先概述了音频ΔΣ数模转换器的基本结构、关键技术。随后详细讲述了音频ΔΣ数模转换器各部分的具体设计与实现，主要包括内插滤波器的设计与实现、ΔΣ调制器的设计与实现、DLPF编码器的设计与实现、数字D类功放的设计与实现。最后给出芯片的测试结果及分析。针对现有音频ΔΣ数模转换器以功耗或复杂度换取精度的不足，本设计提出DLPF编码器。根据音频信号幅值的统计特性，通过简单的数字逻辑电路完成DLPF编码器的设计。DLPF编码器将ΔΣ调制器输出的PDM信号进行编码处理，编码处理后的信号再驱动数字D类功放，可以有效降低功率输出级开关损耗，同时提高输出信号信噪比。数字D类功放是本设计的一个重点，论文分析了影响数字D类功放性能的主要因素，给出了数字D类功放的结构。为了达到较高的功率转换效率和较低的噪声谐波失真，论文进行了细致的结构设计和功率管尺寸优化，在功率输出级晶体管版图设计上采用了华夫饼式结构。本设计经过系统分析与设计、电路设计与仿真、版图设计与寄生参数提取后仿真后在UMC0.18μm标准数字CMOS工艺下完成流片。经实际测试，芯片可以在0.8V.8V下正常工作，在1000kHz带宽内达到83.9dBSNDR，91.9dB动态范围，驱动360Ω负载时数字D类功放的功率转换效率最高达到95%，带宽内THD小于-84.8dB，芯片的总面积为1.875mm×1.490mm。

关键词：音频数模转换器过采样噪声整形 DLPF编码器数字D类功放