طراحی بلوک mdac برای مبدل آنالوگ به دیجیتال pipeline 12 بیتی با فرکانس نمونه برداری 200ms/s در تکنولوژی 0.35micron cmos
چکیده
مبدل های آنالوگ به دیجیتال با معماری pipeline از چندین طبقه به صورت پشت سر هم تشکیل می شوند، که هر طبقه شامل یک مبدل آنالوگ به دیجیتال با تفکیک پذیری پایین و یک مدار آنالوگ که سیگنال آنالوگ خروجی طبقه را برای طبقات بعد محاسبه می کند. مدار آنالوگ شامل یک مبدل دیجیتال به آنالوگ ، یک تفریق کننده و یک تقویت کننده می باشد که در مجموع آن را مبدل دیجیتال به آنالوگ ضرب کننده می نامند. سرعت این بلوک بیانگر سرعت مبدل طراحی شده می باشد. از این رو، از آن به عنوان گلوگاه طراحی در مبدل های pipeline یاد می شود. هدف از این پایان نامه طراحی یک بلوک mdac مناسب برای مبدل آنالوگ به دیجیتال 12 بیتی با معماری pipeline و با فرکانس نمونه برداری 200ms/s می باشد. در طراحی بلوک mdac برای دستیابی به سرعت و دقت بالا محدودیت هایی وجود دارد که شامل بهر? محدود تقویت کننده و سرعت محدود آن در پاسخ دهی به ورودی های پله می باشد. به منظور دستیابی به بهر? بالا بایستی از ساختارهای چند طبقه و یا روش های پیچیده همانند فیدبک فعال استفاده کرد. در روش اول سرعت تقویت کننده محدود می شود و در روش دوم توان مصرفی افزایش می یابد. به منظور دستیابی به سرعت های بالا بایستی از ساختارهای تک طبقه استفاده کرد. اما این ساختارها دارای بهر? محدودی هستند. در این پایان نامه روش های افزایش بهره تقویت کننده ها بدون تاثیر گذاری بر سرعت آنها مورد بررسی قرار می گیرد و علاوه بر آن روش جدیدی معرفی می شود که به واسط? آن بهر? مورد نیاز تقویت کننده در بلوک کاهش می یابد. این روش می تواند همانند روش تصحیح دیجیتال که سبب کاهش نیازهای مقایسه کننده در طبقات شد به عنوان روش مناسبی برای کاهش بهر? مورد نیاز تقویت کننده در نظر گرفته شود. روشی که برای کاهش بهره مورد نیاز تقویت کننده به کار گرفته می شود در مورد هایی قابل اعمال است که خازن فیدبک آنها ثابت می باشند بدین معنا که در نمونه گیری از سیگنال ورودی شرکت نمی کنند و به اصطلاح از نوع می باشند. در صورت استفاده از چنین ساختاری ضریب فیدبک کلی کاهش می یابد که باعث کاهش سرعت مدار خواهد شد. از طرفی چون که این روش جدید امکان استفاده از تقویت کننده های تک طبقه با بهر? پایین را فراهم می آورد و در این تقویت کننده ها امکان دستیابی به پهنای باند وسیع وجود دارد بنابراین باز هم می توان به سرعت مورد نظر دست یافت. علاوه بر این می توان در همین ساختار با سری کردن ترانزیستوری که همان نقش سوییچ فیدبک در ساختار را بر عهده دارد و با انتخاب مناسب ابعاد آن سرعت سیستم کلی را بهتر هم کرد.