Цифровий квазірівневий дельта-модулятор з алгоритмом адаптивного дозволу
Вантажиться...
Дата
2021
Автори
Личак, Даниїл Олександрович
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Дипломна робота присвячена дослідженню малопотужних АЦП з пасивними та цифровими інтенсивними топологіями в наномасштабній КМОН для програм Internet-of-Things (IoT), відповідно, що вимагають високої роздільної здатності та низької/середньої роздільної здатності, де виникають труднощі при застосуванні звичайних високопродуктивних підсилювачів безперервного часу (КТ), враховуючи низький власний коефіцієнт посилення об’ємних транзисторів та знижену напругу живлення. Для подолання обмежень, спричиненими наномасштабною КМОН, була розроблена пасивна реалізація АЦП Delta Sigma (∆Σ) для програм IoT з високою роздільною здатністю. Звичайні пасивні ∆Σ модулятори, а також міжступеневі ефекти навантаження були проаналізовані, тоді як обертання з розподілом заряду було застосовано до пасивного дельта-модулятора, щоб запобігти будь-яким міжетапним ефектам навантаження. В інтегратор 2-го ступеня були додані незалежний шлях зворотного зв’язку та ступінь занулення, щоб додатково послабити внутрішньосмуговий шум квантування та поліпшити стабільність системи, тоді як конвеєрна техніка застосовувалась фільтром IIR другого порядку на основі обертання розподілу заряду для збільшення довжини фази.
Для реалізації АЦП переходу рівня (LC) для програм, що мають справу з розрідженими сигналами та вимагають стисненого зондування, а також для скасування ефектів, спричинених варіаціями затримки розповсюдження компараторів КТ, було представлено ADC на основі рівня квантування залишків з адаптивною роздільною здатністю (AR) квазірівневого перехрещення quasi-LC. Ця топологія зміщує реалізацію алгоритмів LC та AR у цифровий домен, що робить її доступною для наномасштабної КМОН.
Аналіз представленої топології на системному рівні проводився не лише для отримання функцій передачі шуму сигналу та квантування (STF та NTF відповідно), відповідної чутливості до коефіцієнта посилення тракту сигналу Gtotal та домінуючих полюсних частот попереднього підсилювача P1 та P2, але також для дослідження реалізації AR алгоритму всередині цієї топології. Більше того, представлену топологію також кількісно порівнювали з АЦП з рівномірною вибіркою, такими як АЦП з послідовним апроксимаційним регістром (SAR), слідом за стиснутим зондуючим ЦСП, з урахуванням однакової швидкості відгуку на вхідні зміни, які більші або рівні відстані ∆ між сусідніми рівнями. Було досліджено теоретичний динамічний діапазон (DR) LC АЦП. Представлена топологія дельта-модулятора quasi-LC AR була реалізована за допомогою квантовача залишків на основі SAR та осцилятора, керованою напругою (VCO). Реалізація з квантовачем залишків на основі SAR забезпечує хороше енергоспоживання, яке залежить від вхідного сигналу, середню частоту дискретизації. Однак він страждає від витоку затвора комутаторів КМОН всередині від’ємника з комутованим конденсатором (sw-cap) і має відносно невеликий DR, обмежений роздільною здатністю ЦАП зворотного зв’язку.
Для того, щоб зменшити наслідки витоку комутаторів та поліпшити DR, був застосований квантор залишків на основі VCO. Власне і викликаний невідповідністю, дизеринг може збільшити середню частоту дискретизації низькоамплітудних та повільно змінюваних сигналів. Крім того, на відміну від звичайних АЦП VCO, зо страждають від нелінійності, ця реалізація дуже доречна до нелінійності RVCO.
Опис
Ключові слова
123 Комп’ютерна інженерія, аналого-цифровий перетворювач, інформаційна система, інформаційні технології, комплементарна структура метал-оксид-напівпровідник, генератор, компаратор, сигма-дельта-модулятор
Бібліографічний опис
Личак Д. О. Цифровий квазірівневий дельта-модулятор з алгоритмом адаптивного дозволу : дипломна робота магістра : 123 Комп’ютерна інженерія / Д. О. Личак ; Хмельниц. нац. ун-т. – Хмельницький, 2021. – 80 с.