طراحی و شبیه سازی مدولاتورهای دلتا-سیگما با دقت بالا برای کاربردهای xdsl
چکیده
در دهه 90 با پیشرفت سیستمهای مخابراتی باند پایه، نیاز به سیستمی به وجود آمد که قابلیت انتقال اطلاعات را به شکل متقارن بر روی یک زوج سیم داشته باشد. سیستم hdsl2 در پاسخ به این نیاز به وجود آمد. سیستم مزبور قابلیت انتقال اطلاعات را با سرعت 1/5mbps به طور متقارن دارا می باشد. سیستم hdsl2 نیاز به مبدل آنالوگ به دیجیتالی به پهنای باند 600khz و دقت 15 یا 16 بیت دارد. ولتاژ تغذیه 3 ولت می باشد. در این پایان نامه مدولاتور دلتا-سیگما به کار رفته در front-end یک سیستم hdsl2 طراحی و شبیه سازی خواهد شد. اغلب مدولاتورهای دقت بالا که در سالهای اخیر ارائه شده اند، دارای پهنای باند 1/1mhz می باشند و برای کاربرد adsl پیاده سازی شده اند. تا آنجا که بررسی های نویسنده این پایان نامه نشان می دهد، تاکنون مدولاتوری با مشخصات ذکر شده در ژورنالهای معتبر ارائه نشده است. دلیل آن عمدتا جدید بودن سیستمهای hdsl2 می باشد. انتظار می رود که در آینده با پیشرفت سیستمهای مزبور، مبدلهای آنالوگ به دیجیتال بیشتری برای کاربرد در آن سیستمها ارائه شوند. برای پیاده سازی مدولاتور مزبور از یک ساختار cascade2-2-2 استفاده می شود. برای تعیین مشخصات المانهای مداری به طور گسترده از شبیه سازی های سیستمی استفاده شده است. با استفاده از شبیه سازی های سیستمی سعی شده است که توان مصرفی مدولاتور مینیمم شود. انتگرالگیر اول مهمترین عنصر به کار رفته در مدولاتور می باشد. برای پیاده سازی انتگرالگیر اول از آپ امپ فولدد کسکود با بهره افزایشی استفاده شده است. روش جدید جبرانسازی برای بهبود پاسخ فرکانسی آپ امپ مزبور استفاده شده است که باعث بهبود رفتار نشست مدار می شود. غیر از آپ امپ اول، آپ آمپهای انتگرالگیر دوم و سوم نیز از نوع فولدد کسکود با بهره افزایشی می باشد. آپ امپ های به کار رفته در سه انتگرالگیر آخر آپ امپ فولدد کسکود ساده می باشند. تکنولوژی مورد استفاده 0/6u می باشد که در اصل تکنولوژی ساخته شده برای ولتاژ تغذیه 5 ولت می باشد، اما در این پایان نامه از آن در ولتاژ 3 ولت استفاده شده است. با شبیه سازی، مقدار dr برابر 96db به دست می آید که معادل دقت 16 بیت می باشد. توان مصرفی بخش آنالوگ مدولاتور 130mw می باشد. معیار شایستگی (figure of merit) مدولاتور مزبور کاملا قابل مقایسه با کارهای مشابه ارائه شده با آن می باشد.
