A successive approximation register analog-to-digital converter for low cost microbolometers
Düşük maliyetli mikro ışınımölçerler için ardışık yaklaşıklama kaydedicili analog-sayısal çevirici
- Tez No: 305785
- Danışmanlar: DR. SELİM EMİNOĞLU, PROF. DR. TAYFUN AKIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Kızılötesi görüntülemenin ticarileştirilmesi, otomotiv ve sağlık hizmetleri gibi birçok uygulama için hayati önem taşımaktadır. Yüksek fiyatlar bu teknolojisinin daha da yayılmasının önündeki en önemli engeldir. Yonga üzerine kamera elektroniği yerleştirilerek ve kamera boyutu küçültülerek maliyet azaltılabilir ki bu konudaki önemli bileşenlerden birisi de analog-sayısal çevirici (ASÇ)'lerdir. Bu tezde düşük maliyetli mikro ışınımölçerler için ardışık yaklaşıklama kaydedicili (AYK) ASÇ'si ve onun çevresindeki elektronik devreler anlatılmaktadır. Görüntüleme ASÇ'leri, en düşük güç ile en yüksek performansı almak için sadece kullanılacağı uygulamaya özel olarak optimize edilir.ASÇ'nin 160x120 formatında ve 25 kare/saniye hızındaki bir görüntüleyiciyi desteklemesi gerekmektedir. Düşük güç tüketimi, az yer kaplaması, yüksek çözünürlük potansiyeli olması ve hedef olan uygulamalardan dolayı AYK mimarisi seçilmiştir. 700Ksps hızında 14 bit çözünürlük sağlanmaktadır. Gürültü seviyesi 1.3LSB civarlarındadır. Çeviricinin gerçek çözünürlük seviyesi, düşük maliyetli mikro ışınımölçerin ihtiyacından daha yüksektir, böylece ASÇ genel gürültü performansında limitleyici bir rol oynamaz. Tasarım, yeni nesil düşük maliyetli mikro ışınımölçerlere uygulanabilmesi için 0.18µm CMOS teknolojisi ile tasarlanmıştır. Daha iyi doğrusallık için isteğe bağlı çift yükselteç yöntemi uygulanmış, daha iyi sayısal düzeltme yapabilmek için değiştirilmiş bir rezistif sayısal-analog çevirici (SAÇ) kullanılmış ve silikon üzerinde yapı değişikliği yapabilmek için, kullanıcı tarafından ayarlanabilen sayısal denetleyici tasarlanmıştır. Ayrıca bu tezde, 16 bit çözünürlüklü ve yüksek performanslı olmak üzere ikinci bir çevirici de tasarlanmıştır. Yüksek performanslı çeviricinin hedefi, sıcaklık sensörleri ya da çok küçük boyutlu kızılötesi dedektör dizileri gibi düşük hızlı sensor uygulamalarıdır. Her iki çevirici de anahtar kapasitör devreleri olmadan tasarlanmıştır ki, böylece gerektiğinde en düşük çalışma frekansı sıfıra kadar inebilir.
Özet (Çeviri)
Commercialization of infrared (IR) vision is of vital importance for many applications, such as automobile and health care. The main obstacle in front of the further spread of this technology is the high price. The cost reduction is achieved by placing on-chip electronics and diminishing the camera size, where one of the important components is the analog-to-digital converter (ADC). This thesis reports the design of a successive approximation register (SAR) ADC for low-cost microbolometers and its test electronics. Imaging ADCs are optimized only for the specific application in order to achieve the lowest power, yet the highest performance.The successive approximation architecture is chosen, due to its low-power, small-area nature, high resolution potential, and the achievable speed, as the ADC needs to support a 160x120 imager at a frame rate of 25 frames/sec (fps). The resolution of the ADC is 14 bit at a sampling rate of 700 Ksample/sec (Ksps). The noise level is at the order of 1.3 LSBs. The true resolution of the ADC is set to be higher than the need of the current low-cost microbolometers, so that it is not the limiting factor for the overall noise specifications. The design is made using a 0.18µm CMOS process, for easy porting of design to the next generation low-cost microbolometers. An optional dual buffer approach is used for improved linearity, a modified, resistive digital-to-analog converter (DAC) is used for enhanced digital correction, and a highly configurable digital controller is designed for on-silicon modification of the device.
Benzer Tezler
- A low power integrated temperature sensor with digital outputsfor on-chip temperature monitoring applications
Sıcaklık gözlemleme uygulamaları için düşük güç tüketimli sayısal çıkışlı tümleşik sıcaklık sensörü
ÖZGE TURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. TAYFUN AKIN
- A 1GS/S, 9-BIT DAC I interleaved (2+1)-bit then 2-bit per cycle, reference free SAR ADC
Başlık çevirisi yok
SALMA H. EL-SAWY
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET TEKİN
- A small-format microbolometer imaging sensor with digital video outputs
Sayısal video çıkışlı ve küçük boyutlu mikrobolometre görüntüleme sensörü
CEM YALÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AKIN
- A low-power succesive approximation register analog-to-digital converter integrated circuit for imaging sensors
Görüntüleme sensörleri için düşük güçlü ardışık yaklaşıklama kaydedicili analog-sayısal çevirici tümleşik devresi
SERHAT KOÇAK
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AKIN
- A low-power analog-to-digital converter integrated circuit for data acquisition applications
Sinyal alma uygulamaları için düşük güç tüketimli analog-sayısal çevirici tümleşik devresi
SERHAT KOÇAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AKIN