|
پايان نامه : طراحي و ساخت مبدل آنالوگ به ديجيتال ولتاژ پايين كم مصرف
فرمت : pdf
تعداد صفحه : 230
قیمت : مبلغ ۱۸هزار تومان
چكيده
مبدل هاي آنالوگ به ديجيتال سريع با ولتاژ تغذيه و توان پايين امروزه از عناصر كليدي سيستمهاي پردازشي و مخابراتي به شمار مي روند. كاربرد روز افزون دستگاههاي الكترونيكي كه با باتري كار مي كنند، مسئله ولتاژ تغذيه و بخصوص توان مصرفي را از اهميت ويژه اي برخوردار ساخته است. مبدل هاي فولدينگ به عنوان مبدل هاي موازي كه مي توان گفت نزديك ترين ساختار به مبدل هاي فلاش محسوب مي شوند، كارآيي خود را از نظر قابليت رسيدن به سرعت هاي بالا و تاخير كم در قدرت تفكيك هاي 8 تا 10 بيت به اثبات رسانده اند. هدف از اين پژوهش دستيابي به روشهاي عملي براي كاهش توان و ولتاژ تغذيه مبدل هاي فولدينگ با حفظ و حتي بهبود ديگر مشخصات مبدل است. اين هدف از طريق ارائه يك ساختار جديد براي طبقه فولدينگ كه به افزايش محدوده ورودي قابل استفاده منجر مي شود، دنبال شده است.
اين ساختار جديد بصورت همزمان از زوج هاي تفاضلي با ترانزيستورهاي NMOS و PMOS براي فولد كردن سيگنال ورودي استفاده مي كند و با استفاده از يك روش ابداعي مشخصه دو گروه فولدر ها را با يكديگر هماهنگ مي سازد. با طراحي يك مدار نمونه برداري 3 حلقه باز كه در آن ابداعاتي براي كاهش اثرات غيرخطي و افزايش سرعت بدون نياز به مصرف توان اضافي به كار گرفته شده است، گام ديگري در جهت رسيدن به هدف پژوهش برداشته شده است.
مدار مقايسه كننده كه براي اين مبدل طراحي شده مدار جديدي است كه نسبت به نمونه هاي موجود مزاياي قابل توجهي از جمله حساسيت كم به اختلاف خازن پارازيتيك دو مسير و توان نسبتاً كم را از خود نشان مي دهد. ارائه يك روش جديد براي كاليبراسيون مبدل آنالوگ به ديجيتال فولدينگ و تصحيح خطاهاي ناشي از عدم تطابق بدون نياز به مصرف توان بخش ديگري از اين پژوهش است كه تاثير اساسي در بهبود رفتار استاتيك و ديناميك مبدل دارد. اين روش جديد برپايه ايجاد يك افست قابل برنامه ريزي در ورودي مدارهاي فولدكننده استوار است. پس از آنكه با انجام شبيه سازي هاي متعدد از كارآيي روش هاي ارائه شده اطمينان حاصل شد، دو تراشه مبدل طراحي و براي ساخت با تكنولوژي 18 / 0 ميكرون به شركت سازنده ارسال شد. يكي از اين تراشه ها بدون امكان كاليبراسيون و ديگري داراي امكان كاليبراسيون است.
تمام بلوك هاي طراحي و ساخته شده با موفقيت آزمايش شد و در نهايت براي مبدل بدون كاليبراسيون ميزان خطاي INL اندازه گيري شده كمتر از LSB 55/. و خطاي DNL اندازه گيري شده كمتر از LSB 44/. بدست آمد. اين مبدل تا فركانس نمونه برداري MS/sec 100 آزمايش شده و SNDR اندازه گيري شده براي ورودي MHZ 2 مقدار dB 45 است. ولتاژ تغذيه مبدل 5/ 1 ولت است و اين ولتاژ تا 2/1 ولت مي تواند كاهش داده شود. توان مصرفي مبدل با تغذيه 5/ 1 ولت كمتر از 43 ميلي وات و با تغذيه 2/1 ولت 30 ميلي وات است كه به مراتب پايين تراز مدارات مشابه است. با استفاده از امكان كاليبراسيون مي توان خطاي INL كاهش داد و به علت كاهش اندازه ترانزيستورهاي ورودي در اين حالت، فركانس نمونه برداري تا بيش از 2 برابر قابل افزايش است .............
فهرست مطالب
فصل 1 مقدمه و تعاريف
1-1 مقدمه
2-1 روشهاي متداول تبديل سيگنال آنالوگ به ديجيتال .
2-1 1- مبدل فلاش .
2-1 2- مبدل دو مرحله اي:
2-1 3- مبدل فولدينگ:
2-1 4- مبدل پايپ لاين:
3-1 روابط حاكم بر تبديل سيگنال آنالوگ به ديجيتال و خطاهاي موجود
4-1 مسئله توان
5-1 اهداف طراحي
فصل 2 بررسي ساختاري مبدل هاي آنالوگ به ديجيتال موازي
1-2 مقدمه
2-2 تعريف مبدل موازي
3-2 مدل كلي مبدل موازي .
4-2 ساختارهاي متداول
5-2 حساسيت به خطاها
6-2 ساختارهاي ديگر
7-2 مقايسه ساختارها
فصل 3 مبدل آنالوگ به ديجيتال فولدينگ با درون يابي
1-3 مقدمه
2-3 مفهوم فولدينگ
3-3 پياده سازي مشخصه فولدينگ
3-3 1- پياده سازي مشخصه فولدينگ ايده آل
3-3 2- پياده سازي مشخصه فولدينگ غير ايده آل .
4-3 درون يابي
4-3 2- درون يابي ولتاژي .
4-3 3- درون يابي جرياني
5-3 دكودر ديجيتال
6-3 كاهش توان در مبدل فولدينگ .
2- روش هاي موجود براي افزايش محدوده ورودي
6-3 3- روش پيشنهادي براي افزايش دامنه ورودي .
6-3 4- تنظيم مشخصه هاي NMOS و PMOS
7-3 انتخاب جزئيات ساختار مبدل فولدينگ
فصل 4 پياده سازي سيستمي و مدل سازي رفتاري
1-4 مدل رفتاري مبدل فولدينگ
1-4 2- پيش تقويت كننده
1-4 3- تقويت كننده فولدينگ
1-4 4- شبكه متوسط گيري
1-4 5- شبكه درون يابي
1-4 6- مقايسه كننده
1-4 7- مبدل درشت گام
2-4 شبيه سازي رفتاري و نتايج آن
2-4 1- شبيه سازي رفتار استاتيك
2-4 1-1- تأثير عملكرد مدار جبران روي خطاي استاتيك خروجي
2-4 2-1- اطمينان از صحت عملكرد مدار جبران
2-4 3-1- تأثير عوامل مختلف خطا روي خطاي استاتيك خروجي .
2-4 4-1- تأثير متوسط گيري در كاهش خطا .
2-4 2- شبيه سازي رفتار ديناميك
فصل 5 طراحي مدار در سطح ترانزيستور
1-5 مقدمه
2-5 مدار نمونه برداري
2-5 1- بررسي مدارهاي نمونه برداري
2-5 2- بررسي خازن ورودي مبدل فولدينگ
2-5 3- طراحي مدار نمونه برداري
3-5 پيش تقويت كننده
4-5 تقويت كننده فولدينگ
5-5 منابع جريان ثابت
6-5 بارهاي خروجي و شبكه درون يابي
7-5 مدار تنظيم مشخصه پيش تقويت كننده هاي NMOS و PMOS
8-5 سوئيچ متعادل كننده خروجي .
9-5 نردبان مقاومتي
مقايسه گر
10-5 1- بررسي مقايسه گرهاي ديناميك
10-5 2- تحليل افست ديناميك مقايسه گر
10-5 3- مقايسه گر با افست ديناميك پايين
11-5 مقايسه گرهاي مبدل درشت گام .
12-5 مدارهاي منطقي ديجيتال
13-5 مدارات درايور پالس هاي ساعت
14-5 شبيه سازي هاي ديناميك مداري
فصل 6 پياده سازي، ساخت و آزمون
1-6 طراحي لي اوت
1-6 1- طراحي نقشه قرارگيري اجزا
1-6 2- سلول هاي فولدينگ
1-6 3- منابع جريان ثابت .
1-6 4- نردبان مقاومتي .
1-6 5- مقايسه گر
1-6 6- مدار باياس
1-6 7- ساير بخش ها
2-6 استراتژي چيپ .
2-6 1- بررسي بلوكهاي مختلف مبدل از ديد استراتژي چيپ .
2-6 1-1- مدار نمونه برداري
2-6 2-1- نردبان مقاومتي
2-6 3-1- مدار باياس .
2-6 4-1- مدار تنظيم خودكار بهره
2-6 5-1- بلوك فولدينگ .
2-6 6-1- مدار مبدل درشت گام .
2-6 7-1- مقايسه گر ها و دكودر ديجيتال
2-6 2- تعيين پين هاي ورودي و خروجي
3-6 بررسي تاثير پكيج روي عملكرد مبدل طراحي شده .
3-6 1- مدل پكيج:
3-6 2- منابع ايجاد اغتشاش .
3-6 3- مدارهاي حساس به اغتشاش .
3-6 4- نحوه القاي اغتشاش و راههاي كاهش آن
4-6 آزمون
1- طراحي مدار آزمون .
4-6 2- نتايج اندازه گيري
4-6 1-2- اندازه گيري ولتاژهاي باياس
4-6 2-2- اندازه گيري منحني مشخصه فولدينگ .
4-6 3-2- اندازه گيري مشخصه استاتيك در فركانس پايين
4-6 4-2- اندازه گيري مشخصات ديناميك در فركانس پايين .
4-6 5-2- اندازه گيري مشخصات ديناميك در فركانس بالا
4-6 6-2- بررسي اثر كاهش ولتاژ تغذيه بر عملكرد مبدل
فصل 7 كاليبراسيون .
1-7 مقدمه
2-7 تاثير عدم تطابق روي مبدل فولدينگ .
3-7 راه حل ارا ئه شده براي حذف خطاي ناشي از عدم تطابق
4-7 آلگوريتم حذف خطاي ناشي از عدم تطابق
5-7 پياده سازي مداري مبدل فولدينگ با استفاده از كاليبراسيون
6-7 نتايج شبيه سازي مداري مبدل با امكان كاليبراسيون .
7-7 ساخت و آزمايش مبدل با كاليبراسيون
7-7 1- طراحي لي اوت
7-7 2- آزمون
7-7 1-2- بررسي دقت نردبان مقاومتي
7-7 2-2- بررسي عملكرد مدار كاليبراسيون .
7-7 3-2- اندازه گيري خطاي استاتيك
7-7 4-2- اندازه گيري پاسخ ديناميك
فصل 8 جمع بندي و كارهاي آينده
1-8 جمع بندي
2-8 كارهاي آينده
مراجع
***************************************************************************************
در صورت تمایل
به دریافت فایل فوق در مدت 10 دقیقه ، لطفاً اینجا کلیک
کنید
***************************************************************************************
مشاوره ؛نگارش پایان نامه ؛ مقاله + شبیه سازی
در تمام مقاطع دانشگاهی پذیرفته می شود
در صورت
تمایل می توانید عنوان و جزئیات پروژه خود را در قسمت نظرات این پست
اعلام فرمایید. ضمنا می توانید اطلاعات درخواستی خود را به ایمیل یا تلگرام
نمایید
ایمیل :
com.dr@yahoo.com
|
تاريخ : دوشنبه 31 اردیبهشت 1403
پایان نامه و پروژه های رشته برق
آمار مطالب
لطفا صبر کنید ...