MODULADOR SI-ΣΔ CASCATA 2-2 EMPREGANDO ARQUITETURA DE BAIXA DISTORÇÃO APLICADO À CONVERSÃO AD / (A CASCADE 2-2 SI-ΣΔ MODULATOR USING A LOW-DISTORTION TOPOLOGY APPLIED TO AD CONVERSION

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

16/03/2012

RESUMO

A crescente complexidade dos circuitos digitais força o uso de novas tecnologias de fabricação. A mudança para tecnologias mais avançadas tem como vantagem a redução do tamanho do circuito e a diminuição do consumo de energia aliados ao aumento da velocidade de operação. Grande parte das operações envolvendo processamento de sinais migraram para o domínio digital, portanto, blocos básicos como conversores AD são necessários em sistemas de sinal misto. Conversores AD com base em moduladores do tipo Sigma-Delta (ΣΔ) destacam-se entre as arquiteturas existentes por cobrir uma ampla gama de aplicações. A implementação mais usual de moduladores ΣΔ em tecnologia CMOS baseia-se na técnica de capacitor-chaveado (SC), devido, principalmente, à sua elevada performance e excelente linearidade. Entretanto, a contínua redução das dimensões físicas dos transistores tem exigido uma redução proporcional dos níveis de tensão de alimentação, dificultando o projeto de circuitos analógicos com topologias convencionais. Para contornar este problema, técnicas de projeto de circuitos analógicos compatíveis com essas novas tecnologias foram desenvolvidas. Este é o caso da técnica conhecida como corrente chaveada (SI), que utiliza amostras sob a forma de corrente para a representação de sinais. Neste trabalho é apresentado o projeto de um modulador ΣΔ em modo corrente (SI-ΣΔM) empregando uma arquitetura orientada à aplicações de baixa distorção. Esta arquitetura tem como principal característica a reduzida sensibilidade às não-linearidades do integrador, conduzindo a uma significante melhora no valor da relação sinal-ruído (SNR) e faixa de excursão dinâmica (DR), além de permitir a concepção de moduladores ΣΔ de elevada ordem intrinsecamente estáveis. Para demonstrar e comprovar a performance da estratégia empregada, baseada na combinação de técnicas de circuito e de topologia, projetou-se um modulador SI-ΣΔ cascata 2-2 na tecnologia XFAB CMOS XC06. Simulações elétricas pós-layout revelam que o SNR atinge um valor máximo de 80 dB e uma faixa dinâmica de aproximadamente 87 dB, inferindo uma resolução efetiva de 14,15 bits considerando uma banda de interesse de 20 kHz. Por fim, o protótipo desenvolvido foi enviado para fabricação e será alvo de testes em laboratório quando retornar.

ASSUNTO(S)

cmos corrente chaveada sigma-delta modulador conversor ad engenharia eletrica ad converter modulator sigma-delta switched-current cmos

Documentos Relacionados