طراحی مبدل آنالوگ به دیجیتال تقریب متوالی سرعت بالا

در این پایان نامه یک مبدل آنالوگ به دیجیتال نرخ نایکوئیست تقریب متوالی 7 بیت با سرعت نمونه برداری 3 گیگا نمونه برثانیه در تکنولوژی 0.18 um cmos ارائه می شود. این مبدل با استفاده از موازی کردن ۱۵مبدل تقریب متوالی طراحی شده است. در مبدل های هر یک از کانال ها از اطلاعات زمانی مقایسه گر ولتاژ برای افزایش سرعت استفاده شده که باعث افزایش 1.6 برابری سرعت آنها گردیده است. همچنین ساختار شبه c-2c بهبود یافته ای در مبدل دیجیتال به آنالوگ داخلی آنها استفاده شده که مصرف توان را تا میزان 65 درصد کاهش داده است. همچنین روشی برای کالیبراسیون مقایسه گر زمان پیشنهاد داده شده است. از این مبدل می توان در گیرنده هایی که سیگنال ورودی با پهنای باند بالایی دارند، استفاده کرد. برای مثال در گیرنده های ارتباط بیسیم در مسافت های کوتاه که با سرعت بالا و مبتنی بر ofdm کار می کنند. هر یک از مبدل های تقریب متوالی شامل یک مبدل دیجیتال به آنالوگ، یک مقایسه گر ولتاژ، دو مقایسه گر زمان، قسمت های دیجیتال که سیگنال های کنترلی مورد نیاز را تولید می کنند و همچنین یک نمونه گیر ولتاژ می باشند. برای هر یک از مبدل های دیجیتال به آنالوگ قسمت هایی برای کالیبره کردن و حذف اثر تخریبی خازن¬های پارازیتی موجود در گره های میانی وجود دارد. آفست مقایسه گر ولتاژ هر یک از مبدل ها نیز با استفاده از مدارهای دیجیتال و یک مبدل دیجیتال به آنالوگ کالیبره می-گردد. کالیبراسیون عدم تطابق ناشی از موازی کردن مبدل ها که شامل آفست، بهره و اختلافات زمانی بین کلاک کانال های مختلف می باشد، در نظر گرفته شده است. برای کالیبراسیون آفست و بهره از سه مبدل اضافی که فقط در زمان های کالیبراسیون فعال می گردند، استفاده می شود. همچنین کالیبراسیون زمانی با اعمال سیگنال سینوسی معین و تنظیم میزان تاخیر بلوک های تاخیر که در مسیر کلاک هر یک از کانال ها قرار گرفته اند، صورت می پذیرد. از شبیه سازی مبدل طراحی شده در نرم افزار ads برای ورودی های با فرکانس محدوده نرخ نایکوئیست نتایج زیر بدست آمد. تعداد بیت موثر برای هر یک از مبدل¬های تقریب متوالی بیش از ۶.۵ بیت و sfdr=-52.8dbc ، همچنین برای ساختار موازی نیز تعداد بیت موثر بیش از ۶.15 بیت و مقدار sfdr=-45dbc حاصل شد. مبدل دارای مصرف توان 150mw با ولتاژ تغذیه ۱.۸ ولتی می باشد که ضریب شایستگی آن برابر با 700 fj/conv-step خواهد بود.