طراحی یک آرایه آنالوگ برنامه پذیر در محیط کار در ولتاژ تغذیه پائین

در چند سال اخیر، آرایه های آنالوگ برنامه پذیر در محیط کار (analog array field programmable) به عنوان یک راه حل برای پیاده سازی سریع مدارهای آنالوگ - همانگونه که پیشتر برای تحقیق مدارهای دیجیتال توسط fpga انجام می گرفت - معرفی شده اند. از طرفی با گسترش سیسستمهای قابل حمل و نقل که باید توسط یک باتری تغذیه شوند، لزوم طراحی ولتاژ پایین احساس می شود. در این پایان نامه طراحی آرایه های آنالوگ برنامه پذیر در محیط کار ولتاژ پایین مورد بررسسی قرار می گیرد. معماری های مختلف آنها معرفی می شوند و ویژگیهای هر یک بیان می شود. همچنین تعدادی از fpaa های موجود بررسی می شوند. سپس روشهای مختلف طراحی ولتاژ پایین معرفی می شوند. در این قسمت تاکید ما بر روشهای مداری کاهش ولتاژ تغذیه خواهد بود. بر اساس این روشها یک تقویت کننده عملیاتی با تغذیه 1 ولت طراحی می شود که از طبقه ورودی با راه اندازی بدنه استفاده می کند. با اصلاح تقویت کننده فوق و بکارگیری طبقه ورودی مکمل و طبقه خروجی کلاس ab عملکرد rail-to-rail به دست می آید. با استفاده از روش current sensing یک مدار ناقل جریان بر مبنای opamp فوق طرح می شود تا به عنوان سلول پایه در طراحی fpaa به کار رود. روش پیاده سازی تمام تفاضلی سلول نیز بررسی می شود. سرانجام یک fpaa ولتاژ پایین با استفاده از سلول پایه طراحی شده معرفی می شود و نمونه هایی از کاربردهای آن بررسی می شوند. همچنین روشهای پیاده سازی عناصر passive مورد نیاز نیز مورد بررسی قرار می گیرند.