طراحی یک مبدل دلتا- سیگما با قابلیت بالا

چکیده

گرایش سال های اخیر در صنعت مدار های مجتمع از دنیای آنالوگ به دیجیتال سوق داده شده است. به دلیل ظهور تکنولوژی CMOS، که کوچک کردن المانهای مداری را ممکن ساخت، اجازه ی تولید مدارهای پیچیده و کم هزینه روی یک تراشه فراهم شده است. یک انتخاب درست در تکنولوژی VLSI (مدارهای مجتمع خیلی کوچک شده) مدارهای دیجیتال خواهند بود، به دلیل اینکه این مدارات به اندازه ای کوچک شده اند که برای کاربردهای با سرعت بالا مناسب می باشند. از طرف دیگر اکثر سیگنالهای موجود در طبیعت آنالوگ هستند و برای اینکه پردازش را بر روی سیگنال دیجیتال انجام دهیم به یک مدار برای تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال نیاز خواهیم داشت. چنین مداراتی ADC (مبدل آنالوگ به دیجیتال) نامیده میشوند و انتشار وسیعی در همه ابزارهایی که با سیگنالهای طبیعی مثل تصویر، صوت، دما و رادیو در ارتباط هستند یافته اند. در حقیقت کوچک سازی تکنولوژی CMOS برای مدارهای آنالوگ مناسب نیست، چون خواص مدار آنالوگ با کوچک سازی ضعیف خواهد شد. به منظور حل این مشکل، توپولوژی های ADC به منظور پیاده سازی بهتر تکنولوژی CMOS در اندازه های حدود 100نانومتر بکار گرفته میشود. از دیدگاه فرکانس نمونه برداری مبدل آنالوگ به دیجیتال به دو دسته مبدل آنالوگ به دیجیتال نرخ نایکوئیست[1]و مبدل آنالوگ به دیجیتال فرانمونه برداری[2] تقسیم می گردند. اگر چه مبدل نرخ نایکوئیست سرعت بالاتری را نسبت به مبدل های فرانمونه بردار ارائه می کند، اما این دسته از مبدا ها دارای معایبی هستند که می توان به افزایش توان مصرفی ، فضای اشغال شده روی تراشه ودقت متوسط این دسته از مبدل ها اشاره کرد. مبدل های مبتنی بر مدولاتور دلتا - سیگما به عنوان دسته ای از مبدل های فرانمونه بردار، با استفاده از دو تکنیک فرانمونه برداری [3] و شکل دهی نویز [4]کوانتیزاسیون دقت بالاتری را نسبت به مبدل های نرخ نایکوئیست ارائه می نمایند. برای کاربردهای با پهنای باند وسیع و دقت بالا مبدل های مبتنی بر مدولاتور دلتا- سیگما دارای نقش برجسته ای هستند. از طرفی جهت پشتیبانی استانداردهای مخابراتی ، مجتمع سازی بالا و کاهش توان مصرفی مدولاتورهای دلتا سیگما پیشنهاد شده است.

آنچه در این پایان نامه ارائه شده است پیشنهاد ساختار یک مدولاتور دلتا- سیگمای زمان پیوسته با قابلیت بالا مطابق با استاندارد Wimax که پهنای باند 1?25 MHz تا 20 MHz را دارا است می باشد. مدولاتور پیشنهادی در مد Wimax نسبت سیگنال به نویز db102 را روی پهنای باند 12?5MHz نشان میدهد. در این تز اینکه چگونه تاخیر اضافی حلقه اجتناب ناپذیر که عملکرد موفقیت آمیز را کاهش میدهد، با اعمال این تکنیک به یک فیلتر حلقه زمان پیوسته براساس تشدید جبران شده است، نشان داده شده است. از مزایای دیگر این طرح این است که دو DAC را با هم ادغام کرده و آنها را به یک DAC تبدیل کرده بدون اینکه نیاز به تغییر تابع مدولاتور باشد. علاوه بر این از تکنیک افزایش شکل دهی نویز کوانتیزیشن به جهت کاهش توان نویز در باند سیگنالوافزایشSNR استفاده شده است.

کلمات کلیدی : مدولاتور دلتا -سیگمای زمان پیوسته،جبرانسازی تاخیر حلقه اضافی،کم توان،رزوناتور

[1]Nyquist Rate Analog Digital Converter

[2]Over Sampling Analog to Digital Converter

[3]Over Sampling Technique

[4]Noise Shaping

برای دانلود کلیک کنید