电能计量芯片 sigmadelta adc降采样滤波器设计.doc

电能计量芯片 Sigma-Delta ADC降采样滤波器设计 2 0 1 3 年 1 月 J a n 2 0 1 3 C O M P U T E R T E C H N O L O G Y A N D D E V E L O P M E N T 电 能 计 量 芯 片 S i g m a - D e l t a A D C 降 采 样 滤 波 器 设 计 1 1 1 2 秦 龙 , 陈 光 化 , 刘 晶 晶 , 曾 为 民 1上 海 大 学 微 电 子 研 究 与 开 发 中 心 , 上 海 2 00072 ; 2华 润 上 华 科 技 有 限 公 司 , 江 苏 无 锡 2 1 4028 摘 要 : S i g m a - D e l t a A D C 精 度 高 , 是 电 能 计 量 芯 片 的 首 选 A D C 。 文 中 设 计 了 一 个 应 用 于 电 能 计 量 芯 片 中 ∑ - △ A D C 的 数 字 抽 取 滤 波 器 , 将 ∑ - △ 调 制 器 输 出 的 串 行 比 特 流 信 号 转 换 成 多 位 并 行 输 出 。 该 抽 取 滤 波 器 采 样 多 级 抽 取 结 构 , 由 级 联 积 分 梳 状 滤 波 器 C a s c a d e d I n t e g r a t o r C o m b , C I C , 半 带 滤 波 器 H a l f B a n d F i l t e r , H B F 以 及 F I R 补 偿 滤 波 器 组 成 。 对 各 级 滤 波 器 的 阶 数 、 系 数 进 行 优 秀 设 计 , 实 现 1 2 8 倍 的 抽 取 。 对 H B F 采 用 有 符 号 正 则 数 编 码 节 C S D 编 码 , 经 优 化 设 计 后 , 在 C S M C 01 8 u m 工 艺 下 综 合 , 与 传 统 方 法 相 比 , 面 积 减 少 8 % , 功 耗 降 低 1 5 % 。 实 验 结 果 表 明 : 该 方 法 使 抽 取 滤 波 器 在 面 积 和 功 耗 上 都 有 所 改 善 , 且 性 能 完 全 符 合 电 能 计 量 芯 片 设 计 要 求 。 关 键 词 : S i g m a - D e l t a A D C ; 降 采 样 滤 波 器 ; 级 联 积 分 梳 状 滤 波 器 ; 半 带 滤 波 器 ; 补 偿 滤 波 器 中 图 分 类 号 : T P 3 9 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 1 6 7 3 - 6 2 9 X 2 0 1 3 0 1 - 0 1 8 1 - 0 4 d o i : 1 03 9 6 9 / ji s s n1 6 7 3 - 6 2 9 X2 0 1 30 10 4 5 D e c im a t io n Filt e r D e s ig n o f E le c t r ic a l E n e r g y Me a s u r e m e n t I C S ig m a - D e lt a A D C 1 1 1 2 Q I N L ong , C H E N G u ang - hu a , L I U J i ng - j i n g , Z E N G Wei - m i n 1M i c r o - e l e c t r o n i c s R D C e n t e r , S h a n g h a i U n i v e r s i t y , S h a n g h a i 2 0 0 0 7 2 , C h i n a ; 2C e n t r a l S e m i c o n d u c t o r M a n u f a c t u r i n g C o r p o r a t i o n , W u x i 2 1 4 0 2 8 , C h i n a A b s t r ac t : E l e c t r i c a l e ne r gy m e a s ur e m e nt r e qui r e s hi gh a c c ur a c y , S i gm a - D e l t a A D C m e e t s i tI t pr e s e nt s a de c i m a t or f i l t e r t ha t c a n be us e d i n e l e c t r i c a l e ne r gy m e