Temperature insensitive ultra low power 0.7 V supply input and reference driver for 8 Bit ADC In 65 Nm CMOS technology
65 Nm teknolojisinde 8 Bit ADC için sıcaklığa duyarsız ultra düşük güç 0.7 V beslemeli giriş ve referans sürücüsü
- Tez No: 604546
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞENOL MUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
CMOS teknolojisinin küçülmesiyle birlikte, ADC'lerin performansı alan, düşük besleme voltajı ve özellikle çok düşük güç tüketimi açısından iyileşmektedir. Bununla birlikte, CMOS teknolojisi küçülürken, teknolojinin analog performansı, sayısal performansına kıyasla ilerlememiştir. Bu, analog mimarisi nedeniyle ultra düşük güçlü ADC giriş sürücüsünün tasarımını zorlaştırmaktadır. Yerleşme süresi gereksinimleri, ADC giriş kapasitansı, düşük gürültü ve THD gereksinimleri, ADC giriş sürücüsünün ultra düşük güçte çalışması için performansını sınırlar. Öte yandan, çipsiz sürücüler gereksiz yere daha büyük alan kullanımına yol açmaktadır. Bu tez, 0,7 V beslemeli 8 bit ADC için çip üzerinde sıcaklığa duyarsız, ultra düşük güçte çalışan giriş ve referans sürücüsünün tasarımını sunar. Sıcaklık duyarsızlığı, sıcaklık değiştikçe ADC performansının düşmesini önlemek için sıcaklık ölçümleri söz konusu olduğunda önemli bir özelliktir. Önerilen tasarım, çalışma sıcaklığı aralığı boyunca (-40 ° C ila 125 ° C) 8 bit ADC'yi sürebilir. Önerilen ADC giriş sürücüsü, tek uçlu-diferansiyel sinyal dönüşümü, tamponlama, genlik ölçeklendirme, çıkış ortak mod ayarı ve filtrelemeyi gerçekleştirir. Tez çalışmasında, -40 ° C ile 125 ° C arasında çalışan ultra düşük güçte 0.7 V beslemeli sıcaklık sensörü ve 1V tam ölçekli giriş aralığına sahip 100 kSPS diferansiyel giriş SAR ADC kullanılmıştır. ADC referans sürücüsü, bant aralığı referans devresi ile ADC referans voltajı pini arasında akım kontrollü, ters çevrilmemiş birlik kazanç tamponu olarak yapılandırılmıştır. Cadence Virtuoso, şema-serim tasarımı için kullanılmış ve serim sonrası simülasyon sonuçları burada sunulmuştur. Simülasyon sonuçlarına göre, çalışma sıcaklığı aralığında ortalama güç tüketimi 111,53 µW'dır. En kötü senaryo olarak, toplam çıkış gürültüsü gerilimi -40 ° C'de 1.418 mV'tur. Giriş sürücüsü 244 Hz'de -72.51 dB'lik ve 976 Hz'de -70.88 dB'lik bir THD performansına sahiptir.
Özet (Çeviri)
With CMOS technology scaling down, performance of ADCs has been improving in terms of area, low supply voltage and especially ultra-low power consumption. How- ever, analog performance has not been advancing compared to progress of the digital performance as CMOS technology is scaling down. This causes the design of ultra-low power ADC input driver still challenging due to its analog architecture. Settling time requirements, ADC input capacitance, low noise and THD requirements limits perfor- mance of ADC input driver for ultra-low power operation. On the other hand, off-chip drivers lead to usage of larger area unnecessarily. This thesis offers the design of an on-chip temperature insensitive, ultra-low power input and reference driver for 8 bit ADC with 0.7 V supply. Temperature insensitivity is an essential feature for temper- ature measurement to avoid the degradation of ADC performance as the temperature varies. The proposed design is able to drive 8 bit ADC along operating temperature range (from -40◦C to 125◦C). The proposed ADC input driver performs single ended to differential signal conversion, buffering, amplitude scaling, output common-mode adjustment and filtering. In the thesis, an ultra-low power 0.7 V supply temperature sensor operating from -40◦C and 125◦C and 100 kSPS differential input SAR ADC with 1V full scale input range is used. ADC reference driver is configured as current controlled non-inverting unity gain buffer between bandgap reference circuit and ADC reference voltage pin. According to the post-layout simulation results, average power consumption over operating temperature range is 111.53 µW. As a worst case scenario, total output noise voltage is 1.418 mV at -40 ◦C. The input driver has a THD of -72.51 dB at 244 Hz and -70.88 dB at 976 Hz.
Benzer Tezler
- A low-cost uncooled infrared detector array and its camera electronics
Düşük maliyetli soğutmasız kızılötesi detektör dizini ve kamera elektroniği
DİNÇAY AKÇÖREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. TAYFUN AKIN
YRD. DOÇ. DR. SELİM EMİNOĞLU
- Silis dumanı ve yüksek fırın cürufunun reaktif pudra betonların özelliklerine etkisi
The effect of silica fume and blast furnace slag on the properties of reactive powder concrete
MAHMOUD M MOHAMED ISSA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK MEMİŞ
- Synthesis and structural characterization of multifunctional ti alloy: Gum metal
Çok fonksiyonlu ti alaşım: Sakız metal'in sentezlenmesi ve yapısal karakterizasyonu
ORKUN ELÇİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT VEDAT AKDENİZ
PROF. DR. AMDULLA MEKHRABOV
- Grafen esaslı kompozit kaplamaların korozyon ve aşınma özellikleri
Corrosion and wear properties of graphene based composite coatings
KUBİLAY KILIÇÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET UYSAL
- Low-power PIC-based sensor node device design and theoretical analysis of energy consumption in wireless sensor networks
Kablosuz sensör ağları için PIC tabanlı ve düşük güç tüketimli sensör düğümü tasarımları ve enerji tüketimlerinin teoriksel analizi
BATUR ALP AKGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHasan Kalyoncu ÜniversitesiElektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET FATİH HASOĞLU