خلیل منفردی

چکیده

با توجه به موضوع رساله که طراحی یک مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) هدایت جریانی ولتاژ و توان پایین برای کاربردهای ویدیویی می‌باشد، در این رساله ابتدا با نگاهی عام و مقایسه‌ای انواع مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ و از جمله انواع با مشخصات بهبودیافته آن‌ها بررسی و مقایسه شده و برتری نوع مورد نظر برای کاربردهای دقت و سرعت بالا به اثبات رسیده است. آن‌گاه و از آن جا که این مبدل شامل دو بخش آنالوگ و دیجیتال بوده و گستردگی و تاثیر بخش آنالوگ بیش از بخش دیجیتال می‌باشد، بهبود بخش آنالوگ آن برای بهبود عملکرد کلی مبدل مورد تأکید قرار گرفته و در این راستا بهبود مشخصه‌های آینه جریان، بافر جریانی، و گلیچ‌زدا با موفقیت برای ساختارهای جدید پیشنهادی صورت گرفته و حاصل آن‌ها به صورت مقالاتی ارایه شده است. از دستاورد‌های این کار طراحی آینه‌های جریان با عملکرد بالا به عنوان یکی از مهم‌ترین اجزای مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ هدایت جریانی می‌باشد. مقاومت خروجی بسیار زیاد (GΩ400)، ولتاژ تغذیه بسیار پایین (V9/0)، خطای انتقال جریان بسیار پایین (%3-10*3)، مقاومت ورودی بسیار پایین (Ω0058/0)، کمینه ولتاژهای ورودی و خروجی بسیار پایین به ترتیب V058/0 و V055/0، آفست و توان مصرفی بسیار پایین (aA4/0 و nW86)، گستره دینامیکی و پهنای‌باند بالا ( به ترتیب dB150 و MHz210) از جمله مشخصات بهبود یافته آینه‌های جریان طراحی شده در این تحقیق می‌باشند. از بین آینه‌های جریانی طراحی شده یکی از آنها که مناسب‌ترین نوع برای تامین گستره دینامیکی بالا، توان مصرفی پایین، مقاومت خروجی زیاد، دقت خوب و ولتاژهای کمینه اندک می‌باشد برای طراحی مبدل دیجیتال به آنالوگ هدایت جریانی موضوع این تحقیق انتخاب شد. دیگر بخش آنالوگ مهم و تعیین کننده DAC، بخش خروجی آن است که در تولید گلیچ و تامین سرعت و تعداد بیت نقش اساسی دارد و بنابراین در طراحی مبدل نهایی به بهبود این کیفیت‌ها در طبقه خروجی توجه خاصی شد. بهره‌گیری از آینه‌های جریان یاد شده با گستره دینامیکی و مقاومت خروجی زیاد و توان مصرفی کم و دقت خوب و ولتاژهای کمینه اندک و هم‌چنین سلول بافر جریانی جدید که ویژگی گلیچ‌زدایی فوق‌العاده‌ی آن ناشی از زمان نشست بسیار سریع، گلیچ‌زدایی محلی، و تقسیم آماری گلیچ می‌باشد هدف‌های فوق را به مقدار بسیار زیاد محقق نموده و منجر به طراحی مبدل هدایت جریان آنالوگ به دیجیتال بسیار سریع (GS/s2) با دقت 12 بیت و SFDR بالا (dB43/73)، گلیچ بسیار کم (PV.s42/0)، ولتاژ پایین (یک ولت) و توان کم (mW446/3) شد که به دلیل این ویژگی‌ها بسیار مناسب برای کاربردهای حالت آمیخته، HDTV و سرعت بالا است که در آنها انرژی گلیچ از اصلی‌ترین مشکلات محسوب می‌شود. این در حالی است که اکثر نمونه‌های موجود از مصرف توان بالا و گلیچ زیاد رنج می‌برند. برای انجام شبیه‌سازی‌ها از نرم‌افزار HSPICE تکنولوژی 0.18µm TSMC استفاده شده و نتایج شبیه‌سازی برای اثبات درستی کار آورده شده‌اند.

تاریخ دفاع: چهارشنبه 27/7/90 ساعت: 17

محل: سالن سمینار پژوهشکده الکترونیک