Implementation of 24bit Sigma-delta D/A Converter for an Audio

오디오용 24bit 시그마-델타 D/A 컨버터 구현

This paper designs sigma-delta D/A Converter with a high resolution and low power consumption. It reorganizes the input data along LJ, RJ, I2S mode and bit mode to the output data of A/D converter. The D/A converter decodes the original analog signal through HBF, Hold and 5th CIFB(Cascaded Integrators with distributed Feedback as well as distributed input coupling) sigma-delta modulation blocks. It uses repeatedly the addition operation in instead of the multiply operation for the chip area and the performance. Also, the half band filters of similar architecture composed the one block and it used the sample-hold block instead of the sinc filter. We supposed simple D/A Converter decreased in area. The filters of the block analyzed using the matlab tool. The top block designed using the top-down method by verilog language. The designed block is fabricated using Samsung 0.35um CMOS standard cell library. The chip area is 1500*1500um.

본 논문은 고 해상도 및 저 전력을 가지는 시그마-델타 D/A(Digital-to-Analog) 컨버터를 구현하였다. A/D 컨버터의 출력을 채널당 1비트씩 입력 받아 LJ, RJ, I2S 모드와 비트 모드에 따라서 입력 데이터를 재구성한다. D/A 컨버터는 HBF(Half Band Filter)와 Hold, 5차 CIFB Sigma-Delta 변조기를 통과하여 원래의 아날로그 신호로 복원한다. 면적과 전력, 성능을 고려하여 곱셈 연산 대신 덧셈 연산을 반복 사용하였다. 또한, 비슷한 구조의 HBF 3개를 하나의 블록으로 구성하였고, sinc 필터 대신에 샘플-홀드 블록을 사용하여, 면적을 감소시키는 간략한 D/A 구조를 제안하였다. 블록안의 각 필터들은 매트랩 툴을 이용하여 특성을 평가하였다. 전체 블록은 Top-down 설계 방식을 사용하여, Verilog 언어로 설계하였다. 설계된 블록은 Samsung 0.35um CMOS 표준 셀 라이브러리를 사용해 칩으로 제작되었다. 칩의 면적은 1500 * 1500um 이다.