16bit音頻過采樣DAC的FPGA設(shè)計實現(xiàn)的開題報告

16bit音頻過采樣DAC的FPGA設(shè)計實現(xiàn)的開題報告一、選題背景和意義數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）在數(shù)字信號處理中是一個非常關(guān)鍵的組件。在音頻系統(tǒng)中，16位音頻過采樣DAC被廣泛使用于高保真度（Hi-Fi）音頻處理器、音頻播放器、數(shù)字錄音機和其他音頻設(shè)備。該類型DAC的實現(xiàn)可以通過使用FPGA技術(shù)。FPGA技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)字信號處理器的重要組成部分?，F(xiàn)代FPGA上的硬件資源越來越豐富，可以完全實現(xiàn)音頻處理器設(shè)計。過采樣技術(shù)是一項通常用于增強DAC輸出分辨率和動態(tài)范圍的數(shù)字信號處理策略。因此，16位音頻過采樣DAC是一個非常有意義的課題。本項目的目的是設(shè)計和實現(xiàn)16位音頻過采樣DAC。通過在FPGA上實現(xiàn)該DAC，可以實現(xiàn)在數(shù)字音頻系統(tǒng)中的高保真度音頻處理和播放功能。此外，本項目還將研究過采樣技術(shù)在DAC輸出動態(tài)范圍和分辨率增強中的作用。二、研究內(nèi)容1.音頻信號的采樣和數(shù)字化本項目將通過使用采樣和量化信號來數(shù)字化音頻信號。采樣率將被決定為44.1kHz，這是標(biāo)準(zhǔn)CD音質(zhì)的采樣率。2.過采樣技術(shù)的研究過采樣技術(shù)常常用于數(shù)字信號處理中以增加DAC的輸出分辨率和動態(tài)范圍。本項目將研究和實現(xiàn)過采樣技術(shù)。3.數(shù)字濾波器的設(shè)計和實現(xiàn)實現(xiàn)過采樣過程中，需要進行數(shù)字濾波器的設(shè)計和實現(xiàn)。在本項目中，將使用FPGA和DSP技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)字濾波器。4.基于FPGA的DAC電路最終實現(xiàn)通過FPGA技術(shù)，本項目將實現(xiàn)一個高保真度音頻處理器和音頻播放器。最終的電路將包括基于FPGA的DAC、數(shù)字濾波器和控制邏輯。三、關(guān)鍵技術(shù)本項目所需的關(guān)鍵技術(shù)包括：1.采樣和量化音頻信號的數(shù)字化方法2.過采樣技術(shù)的原理和實現(xiàn)方法3.DSP技術(shù)中的數(shù)字濾波器設(shè)計和實現(xiàn)4.基于FPGA的DAC硬件設(shè)計和實現(xiàn)四、預(yù)期成果和創(chuàng)新之處預(yù)期成果：1.實現(xiàn)基于FPGA的16位高保真度音頻處理器和音頻播放器2.實現(xiàn)過采樣技術(shù)在DAC輸出動態(tài)范圍和分辨率增強中的作用3.通過實驗驗證DAC輸出的性能創(chuàng)新之處：1.實現(xiàn)16位音頻過采樣DAC，增強DAC輸出動態(tài)范圍和分辨率2.研究過采樣技術(shù)在音頻信號數(shù)字化中的作用3.利用FPGA技術(shù)實現(xiàn)音頻處理器和播放器四、進度安排階段一：系統(tǒng)設(shè)計和仿真調(diào)試1.完成系統(tǒng)的模型設(shè)計和仿真，包括數(shù)字采集器、過采樣器、數(shù)字濾波器和16位DAC的設(shè)計和驗證。2.制定系統(tǒng)的實現(xiàn)計劃，熟悉FPGA和DSP技術(shù)階段二：硬件開發(fā)和測試1.根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計和仿真調(diào)試的結(jié)果，開始制作和測試硬件平臺。2.測試DAC輸出并實現(xiàn)過采樣器和數(shù)字濾波器階段三：系統(tǒng)集成和測試1.將硬件平臺進行集成和測試，測試系統(tǒng)整體性能。2.對結(jié)果進行分析，檢驗展示實驗室。五、參考文獻[1]Jayaraman,S.,etal.(2011).“DesignandFPGAimplementationofafifth-orderSigma-DeltaADCforaudioapplications”.IEEETransactionsonVeryLargeScaleIntegration(VLSI)Systems19(6):1036–1046.[2]Baderinger,M.,etal.(2009).“Designofa24-bitaudioDACusingFPGAs”.JournalofSignalProcessingSystems55(1–3):45–57.[3]Shenoy,K.,andP.Kalpurath.(2000).“Multiratedigitalsi