طراحي و شبيه سازي يك مدولاتور دلتا-سيگماي زمان گسسته كم توان با دقت زياد

كارشناسي ارشد

مبدل دلتا-سيگما، يكي از انواع مبدل با نرخ بيش نمونه برداري مي باشد كه متشكل از يك مدولاتور دلتا-سيگما و يك فيلتر ديجيتال است. از چالش هاي مهم اين مبدل، دست يابي به دقت زياد و در عين حال حفظ توان مصرفي و سطح اشغالي در محدوده مطلوب مي باشد. از اين نوع مبدل، در كاربردهاي پزشكي بسيار استفاده مي شود و براي انتقال دقيق داده ها، نياز به دقت زياد دارد. در اين پروژه، هدف طراحي مدولاتوري است كه ضمن داشتن توان مصرفي كم، به دقت زياد دست يابد. براي حفظ توان مصرفي در محدوده مطلوب، مدولاتور با معماري مرسوم درجه 2 و پيكربندي بازخورد مستقيم، پياده سازي شده است. براي شبيه سازي مدولاتور در سطح سيستمي و انجام شبيه سازي هاي اوليه و تعيين ويژگي هاي هر يك از بلوك هاي تشكيل دهنده مدولاتور، از نرم افزار متلب و جعبه ابزار مدولاتور دلتا-سيگما، استفاده شده است. شبيه سازي هاي مداري مدولاتور در نرم افزار كيدنس، انجام شده و تكنولوژي مورد استفاده TSMC CMOS 180nm و منبع تغذيه 1/8 ولت مي باشد. در طراحي اين مدولاتور زمان گسسته، براي انتگرال گير هر طبقه مدولاتور، تقويت كننده مناسب به كار گرفته شده و از يك كوانتايزر تك بيتي متشكل از يك مقايسه كننده ديناميك و يك لچ استفاده شده است. با به كارگيري يك تقويت كننده با بهره زياد در طبقه نخست و يك تقويت كننده هدايت بار كم توان كه داراي پهناي باند زياد است در طبقه دوم، اين مدولاتور، نسبت به طرح هاي مرتبه دوم مشابه، توان بسيار كم تري مصرف مي كند و هم چنين، دقت آن نيز در محدوده قابل مقايسه با آن ها مي باشد. با نرخ بيش نمونه برداري 128 و فركانس نمونه برداري 12/5 مگا هرتز، اين مدولاتور به دقت 9/6 بيت، رسيده كه نسبت به كارهاي موجود، 1/6 بيت، افزايش دقت داشته است. نسبت سيگنال به نويز 60 دسي بل و توان مصرفي 142 ميكرو وات مي باشد.

204950

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق

دكتر اديب ابريشمي فر