The Design of Digital Audio Interpolation Filter for Integrating Off-Chip Analog Low-Pass Filter

칩 외부의 아날로그 저역통과 필터를 집적시키기 위한 디지털 오디오용 보간 필터 설계

This paper has been proposed a structure composed of FIRs and IIR filters as digital interpolation filter to integrate the off-chip analog low-pass filter of audio DAC. The passband ripple (>$0.41{\times}fs$), passband attenuation(>at$0.41{\times}fs$) and stopband attenuation(<$0.59{\times}fs$) of the ${\Delta}{\Sigma}$ modulator output using the proposed digital interpolation filter had ${\pm}0.001[dB]$, -0.0025[dB] and -75[dB], respectively. Also the inband group delay was 30.07/fs[s] and the error of group delay was 0.1672%. Also, the attenuation of stopband has been increased -20[dB] approximately at 65[kHz], out-of-band. Therefore the RC products of analog low-pass filter on chip have been decreased compared with the conventional digital interpolation filter structure.

본 논문은 기존의 오디오 DAC 칩 외부의 아날로그 저역통과 필터를 하나의 칩에 집적하기 위하여 디지털 보간 필터의 구조를 FIR와 IIR 필터를 혼합한 구조를 제시하였다. 제시된 디지털 보간 필터를 이용한 ${\Delta}{\Sigma}$ 변조기 출력은 통과대역 내 (>$0.41{\times}fs$) 진폭은 ${\pm}0.001dB,\;0.41{\times}fs$에서 감쇠는 -0.0025[dB], 저지대역 이상(>$0.59{\times}fs$)에서 감쇠는 -75dB였고, 통과대역 내에서 군지연이 30.07/fs[s]이고, 군지연 오차가 0.1672%였다. 또한 저지대역 65[kHz]에서 감쇠가 약 -20[dB] 향상되어 이로 인해 기존의 디지털 보간 필터 구조에 비해 아날로그 저역통과 필터의 RC 적을 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.