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
- New algorithms and techniques for microprocessor-controlled PWM induction drives
Başlık çevirisi yok
OSMAN KÜKRER
Doktora
İngilizce
1987
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. BÜLENT ERTAN
- Türkiye trafik düzeninde kazaların azaltılması açısından yeni trafik kanunu uygulaması ile ilgili sorunlar ve çözüm yolları
Başlık çevirisi yok
ERDAL UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
UlaşımGazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. RIDVAN EGE
- Katı yakıtların akışkan yatakta yakılması ve katı miktarının yatak yüksekliğine etkisi
Combustion of solid fuels in the fkuidized beds and the effects of solid quantity to the height of bed
KAMİL BEKİR KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ YÜCEL UYAREL
- Hipodramların peyzaj planlama ilkelerine göre düzenlenmesi üzerinde araştırmalar“Veli efendi hipodromu örneklemesi”
A Survey on the arrangement of the hippodromes according to the landscape planning prinaples
LEVENT BOYACIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
MimarlıkEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSEL BAYRAKTAR
- Etilalkol-su karışımının reftifikasyonu
Başlık çevirisi yok
MELSA YILDIZDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEN ALPAY