采用FPGA实现音频模数转换器
摘 要 简要分析sigma—deIta(∑一△)架构模数转换器(ADC)原理，提出一种基于FPGA内部LVDS(Low Voltage Differential Signaling)接收器的音频ADC架构，并给出在FPGA上的实现结果。在FPGA内部实现音频ADC，具有扩展方便灵活，实现简单，集成度高等优点。
关键词 sigma—delta FPGA LVDS 音频ADC
引 言
数字系统已经越来越广工字电感泛地应用到现实世界的各个领域中，绝大多数数字系统无法直接处理现实世界中的信号，必须采用ADC器件把模拟信号转换成数字信号后才能处理。FPGA和DSP处理器是数字信号处理的两大主流技术。随着技术的发展和进步，一些FPGA器件集成了一些模拟电路以及混合信号处理模块，比如集成温度监控二极管。Actel公司的混合FPGA系列已经集成ADC、DAC、PGA(P电感生产厂家rogrammable Gain Amplifier)、电压参考基准源和RCC(Resistance Capacitance)振荡器。Xilinx公司的V5系列FPGA集成电压和温度监控ADC，用户可以直接通过JTAG下载调试接口读取电压和温度值。但这些表贴电感器单元物理位置固定，灵活性受限，仅限于特定的应用。而采用FPGA的LVDS接收器来实现ADC，逻辑电路完全在FPGA内部实现，可重新配置，扩展性好，需要的外围器件少，使FPGA能直接进行混合信号处理。
1 ∑一△ADC原理
∑一△ADC的核心是∑一△调制器和数字滤波器。∑一△调制原理在半个多世纪前已经提出，但在20世纪90年代才广泛应用到ADC设计中。∑一△ADC的模型如图1所示。
从图中可以看到，乏一△架构的ADC主要由左边方框内模拟∑一△调制器和右边的数字滤波器组成。∑-△调制器包含1个积分器、1个ADC和1个构成反馈环路的DAC。其中积分器用离散时间表示，以方便采用Z变换分析。e(n)是AD量化器的量化噪声。假设量化噪声是加性噪声，反馈环路中DAC是理想的，其传输函数是固定增益。采用线性系统分析方法，先令e(n)=O，考察积分器的差分方程：
由公式(1)和公式(2)推导出∑一△调制器对信号的系统传递函数为：
由公式(7)可以看出，在Z变换域，调制器对信号只是延迟，而对噪声进行差分处理。因为差分器具有高通滤波器特性，因此噪声被高通滤波，调制器对应的时域输出为：
剩余的噪声则由后续的数字滤波器滤除。
2 LVDS收发器标准及其原理
LVDS是一种低压低功耗的高速串行差分数据传输标准，在高速数据互联和数据通信领域得到广泛的应用，主流的FPGA器件都集成了高速的LVDS收发器。LVDS收发传输框图如图2所示。
在图2中，LVDS发送端的4个开关管交叉控制3．5mA电流源在接收端的流向。电流在100Ω电阻上建立约350 mV的电压差，接收器通过比较电压的极性来判决是逻辑“1”还是逻辑“0”。LVDS驱动器是电流型，对电源波动不敏感，功耗很低，1路LVDS传输功耗为35 mA×350 mV=1．2 mW。由于采用差分传输方式，LVDS收发器可以很好地消除共模干扰，提高系统电磁兼容性能。利用FPGA集成的LVDS接收器，配合少量外围器件，即可在FPGA内部实现ADC。
3 用FPGA集成的LVDS接收器实现ADC
参考第2部分的∑一△架构的ADC原理，在FPGA内部实现ADC的框图如图3所示。
在图3中，虚线框内表示在F一体成型电感PGA内部实现。外部仅需要1个1 kΩ的电阻和1个1 nF的电容作为模拟积分器，输入信号和积分器输出值在LVDS接收器进行比较，比较结果被量化成数据比特流，经过寄存器后输出到CIC(Cascaded Integrated Comb)滤波器及其后续的数字滤波模块，同时通过1个FP电感生产GA引脚作为1位的DAC，输出到外部的积分器。在数字滤波模块里面，CIC滤波器累加量化的比特流并恢复成18位数的量化值，同时通过大倍数的抽取，把数据率降低；CICCOMP是15阶FIR滤波器，用于补偿CIC滤波器幅频响应。抽取器是31阶FIR低通滤波器，降低数据率并进一步滤除带外的噪声。整个系统运行于49．152 MHz时钟下，采样数据经过CIC进行512倍抽取后，数据率降为96 kHz，最后经过低通滤波器进行2倍抽取，数据率降为48 kHz。用FPGA实现ADC，包括LVDS接收器部分，全部采用VerilogHDL语言编写，实现简单，可移植性较好。 平面变压器厂家 | 平面电感厂家
盘点全球30大MEMS企业，新博通这么厉害？ 从 2012 年开始，博世、ST、TI 一直牢牢占据着全球 MEMS 榜单前三的位置，似乎无人能够挑战。
然而在 Yole 最新发布的一份全球 MEMS 公司排名中显示，产业格局正在悄然改变
60秒揭秘电感开裂 一体成型电感开裂可分为内部开裂，做DPA（破坏性物理分析）的时候可以发现，还有就是外部开裂，可以通过自己的观察看到。
一体成型电感开裂如果是在内部，那么对终端产品的应用性能
嵌入式系统电源管理软件比较引言普适计算、智能空间等概念前所未有地扩展了嵌入式系统的应用范围。同时也对嵌入式系统的功能、可靠性、成本、体积、功耗提出了更严格的要求。各种移动终端、可穿戴设备、消费类电子产品、传感器网络节点等典型嵌