16bit音頻過(guò)采樣DAC的FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告

16bit音頻過(guò)采樣DAC的FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告一、選題背景和意義數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）在數(shù)字信號(hào)處理中是一個(gè)非常關(guān)鍵的組件。在音頻系統(tǒng)中，16位音頻過(guò)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(jī)和其他音頻設(shè)備。該類(lèi)型DAC的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)使用FPGA技術(shù)。FPGA技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)字信號(hào)處理器的重要組成部分?，F(xiàn)代FPGA上的硬件資源越來(lái)越豐富，可以完全實(shí)現(xiàn)音頻處理器設(shè)計(jì)。過(guò)采樣技術(shù)是一項(xiàng)通常用于增強(qiáng)DAC輸出分辨率和動(dòng)態(tài)范圍的數(shù)字信號(hào)處理策略。因此，16位音頻過(guò)采樣DAC是一個(gè)非常有意義的課題。本項(xiàng)目的目的是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)16位音頻過(guò)采樣DAC。通過(guò)在FPGA上實(shí)現(xiàn)該DAC，可以實(shí)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(xiàng)目還將研究過(guò)采樣技術(shù)在DAC輸出動(dòng)態(tài)范圍和分辨率增強(qiáng)中的作用。二、研究?jī)?nèi)容1.音頻信號(hào)的采樣和數(shù)字化本項(xiàng)目將通過(guò)使用采樣和量化信號(hào)來(lái)數(shù)字化音頻信號(hào)。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(guò)采樣技術(shù)的研究過(guò)采樣技術(shù)常常用于數(shù)字信號(hào)處理中以增加DAC的輸出分辨率和動(dòng)態(tài)范圍。本項(xiàng)目將研究和實(shí)現(xiàn)過(guò)采樣技術(shù)。3.數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)過(guò)采樣過(guò)程中，需要進(jìn)行數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。在本項(xiàng)目中，將使用FPGA和DSP技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器。4.基于FPGA的DAC電路最終實(shí)現(xiàn)通過(guò)FPGA技術(shù)，本項(xiàng)目將實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(xiàng)目所需的關(guān)鍵技術(shù)包括：1.采樣和量化音頻信號(hào)的數(shù)字化方法2.過(guò)采樣技術(shù)的原理和實(shí)現(xiàn)方法3.DSP技術(shù)中的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)4.基于FPGA的DAC硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)四、預(yù)期成果和創(chuàng)新之處預(yù)期成果：1.實(shí)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(shí)現(xiàn)過(guò)采樣技術(shù)在DAC輸出動(dòng)態(tài)范圍和分辨率增強(qiáng)中的作用3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證DAC輸出的性能創(chuàng)新之處：1.實(shí)現(xiàn)16位音頻過(guò)采樣DAC，增強(qiáng)DAC輸出動(dòng)態(tài)范圍和分辨率2.研究過(guò)采樣技術(shù)在音頻信號(hào)數(shù)字化中的作用3.利用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)音頻處理器和播放器四、進(jìn)度安排階段一：系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真調(diào)試1.完成系統(tǒng)的模型設(shè)計(jì)和仿真，包括數(shù)字采集器、過(guò)采樣器、數(shù)字濾波器和16位DAC的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。2.制定系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)計(jì)劃，熟悉FPGA和DSP技術(shù)階段二：硬件開(kāi)發(fā)和測(cè)試1.根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真調(diào)試的結(jié)果，開(kāi)始制作和測(cè)試硬件平臺(tái)。2.測(cè)試DAC輸出并實(shí)現(xiàn)過(guò)采樣器和數(shù)字濾波器階段三：系統(tǒng)集成和測(cè)試1.將硬件平臺(tái)進(jìn)行集成和測(cè)試，測(cè)試系統(tǒng)整體性能。2.對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，檢驗(yàn)展示實(shí)驗(yàn)室。五、參考文獻(xiàn)[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