Wide input signal range 14-bits 1 MSps SAR ADC in 0.35 um high voltage CMOS process
0.35 um yüksek gerilim CMOS prosesinde giriş işaret aralığı genişletilmiş 14 bit 1 MSps SAR ADC
- Tez No: 292188
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. DEVRİM YILMAZ AKSIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Analog sayısal çeviriciler, Analog tasarım, Analog tümleşik devreler, CMOS, Tümdevre analizi, Tümdevre tasarımı, Analog digital converters, Analog design, Analog integrated circuits, CMOS, Integrated circuits analysis, Integrated circuits design
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yirmi yılda süreç control sistemlerinde, tümdevre kullanımı giderek artmıştır. Buna ek olarak, hesaplamadaki hız artışı ve yüksek entegrasyonla beraber sayısal control döngüleri daha da yaygınlaşmıştır. Örneğin, eskiden, motor kontrolü için dirençlerin sensor olarak kullanımı, yalıtıcı kuvvetlendirici ve manyetik sensör kullanımı gibi teknikler mevcuttu . Ancak, her tekniğin güç tüketimi artışı, devre karmaşıklığı ve özellikle başarım düşmesi gibi dezavantajları vardı. Bundan dolayı sayısal kontrol, düşük maliyetli yüksek perfomans için en iyi çözüm oldu. Sonuç olarak analog gerilim ve akım işaretlerini işlemcinin kullanabileceği sayısal veriye dönüştürmek için analog sayısal çeviricilere gereksinim duyulmaktadır.Bu tür sistemlerin kurulmasına zorluk teşkil eden en büyük unsur örneklenecek analog sinyal ile kaynak arasındaki gerilim farkıdır. Bilindiği gibi çoğu motor kontrol uygulamalarında yüksek güç için yüksek gerilim kullanılmaktadır. Diğer taraftan entrgre devrelerdeki performans artışının temel nedeni tranzistor boyutlarının küçülmesidir. Bunun sonucu olarak da kırılma gerilimleri düşmüştür.Günümüze kadar bahsedilen problemin en yaygın çözümü işaret bozulması pahasına giriş işaretinin kaynak gerilimi düzeyine inmesini sağlayacak şekilde zayıflatılmasıydı. Bazı şirketler endüstriyel prosesler geliştirdi ve ürünlerinde yüksek gerilimi doğrudan örneklemek için fazladan gerilim kaynağı kullanmaktadırlar. Bu da tasarlanan sistemi karmaşık hale getirmekte ve güç tüketimi arttırmaktadır.Bu çalışmada standart kaynak gerilimiyle yüksek gerilim örneklemesi yapmayı sağlayacak bir yöntem önerilmiştir. Önerilen yöntem geniş giriş aralıklı ardışıl yaklaşımlı bir analog sayısal çevirici (SARADC) gerçekleştirmek için kullanılmıştır. Önerilen yöntem bu çalışmada tasarlanandan farklı özelliklerde analog sayısal çeviricilerin yapımında da kullanılabilir.Önerilen SARADC genişletilmiş savaklı NMOS (DNMOS) tranzistor sunan AMS 0.35 ?m CMOS teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Bahsedilen DNMOS tranzistorlar için savak kırılma gerilimi 50 V'tur. Sistem tipik çalışma koşullarında 10 mW güç harcamaktadır. Tasarlanan çipin yüzey alanı 1.45mm x 1.85mm'dir.Önerilen SARADC için bazı kullanım alanları standart gerilimlerin 12V ve 48V olduğu otomotiv ve telekom sanayileridir. Bundan başka endüstride yaygın olarak kullanılan basınç sensörlerinin çalışma aralığı da 0-10V olduğundan bu sensörlerle birlikte de kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
In the last two decades, integrated circuits have been increasingly used in process control systems. Moreover, digital control loops have become more and more popular with the rapid increase in computation speed and integration density.For instance, in the past, various techniques were used for motor control such as using resistors as sensors, isolating amplifiers, and magnetic sensors. However, each technique had drawbacks like increased power consumption, complicated circuitry, and especially performance degradation. Thus, digital control has become the best solution for high performance with low cost. As a result, analog to digital converters are required for converting the analog voltage and current signals into the digital data the controller can handle.An important difficulty in implementing such systems is the voltage difference between the analog signal to be sampled and supply voltage of the data converter. Obviously, in most motor control applications high voltages are required for high power. On the other hand, the performance of the integrated circuits has increased due to the reduction in transistor size, consequently reducing breakdown voltages.To date, the most common way of solving the mentioned problem was to attenuate the analog signal to fit into the supply voltage range, at the expense of reduced signal integrity. Some companies developed industrial processes and used extra supplies in their products to sample high voltages, which complicates the system with the need for extra supply voltages and increases power consumption.In this study, a novel high voltage sampling technique is proposed for sampling high voltages with standard supply voltages for integrated circuits. The sampling technique is used to implement a wide input signal range successive approximation register analog to digital converter. Besides the one implemented, the proposed sampling technique can be used to realize other ADCs with different specifications.The proposed SARADC is implemented with AMS?s 0.35 ?m CMOS process with drain extended NMOS (DNMOS) transistors, whose drain terminal breakdown voltage is 50V. The system consumes 10 mW power under typical conditions, and the total area of the chip is 1.45mm x 1.85mm.Some of the possible application areas of the proposed SARADC may be the automotive and telecom industries where 12V and 48V are standards, respectively. Furthermore, pressure sensors used in the industry have an analog output range of 0-10V.
Benzer Tezler
- VHDL ile lojik devre tasarımı ve DSP uygulamaları için çarpma bloklarının modellenmesi
Başlık çevirisi yok
SIDDIKA BERNA ÖRS
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DERVİŞOĞLU
- Sayısal işaret işlemci ile V32 modem
V32 modem with digital signal processor
ÖMER DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MEHMET BÜLENT ÖRENCİK
- Mikroişlemci kontrollu dipolmetre
Mikroprocessor controlled dipolmeter
NİL B. TARIM
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. HAKAN KUNTMAN
- Düşük bir hızlarında konuşma kodlama ve uygulamaları
Low bit rate speech coding and applications
TARIK AŞKIN
Doktora
Türkçe
1999
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY
- MPEG hareketli görüntü sıkıştırma standardı
Başlık çevirisi yok
ERHAN TELLİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. MELİH PAZARCI