Projeto e caracterização de um modulador 'Sigma Delta' de alta taxa de amostragem empregando tecnologia HEMT (1998)
- Authors:
- Autor USP: OLMOS, ALFREDO - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PEE
- Assunto: ENGENHARIA ELÉTRICA
- Language: Português
- Abstract: Os conversores AD de alta velocidade têm chegado a converter-se em componentes essenciais para sistemas de alto desempenho que processam dados a taxas elevadas. Este tipo de circuitos requerem de dispositivos trabalhando a velocidades muito altas fazendo com que a tecnologia HEMT seja muito apropriada para a sua implementação. Uma vez estudadas as técnicas de conversão AD de alta velocidade e analisados os requerimentos tecnológicos associados ao projeto de tais circuitos, foi avaliada a tecnologia HEMT disponível e adotada a modulação 'Somatória Delta' como arquitetura mais adequada. A continuação, foi desenvolvido um modelo simplificado de pequeno sinal de mediana freqüência do transitor HEMT, modelo muito útil no projeto inicial dos diferentes subsistemas. O circuito, um modulador 'Somatória Delta' de segunda ordem, contínuo no tempo e completamente diferencial, inclui: conversores V-I para realizar integração 'G IND. m C', amplificadores operacionais de altavelocidade, ampla largura de banda e ganho reduzido configurados como integradores, um comparador de baixa histerese e alta velocidade; unidades DAC de alta velocidade e elevada linearidadde, e deslocadores de nível para adartar as tensões em modo comum nos nós de soma com os níveis na entrada dos amplificadores operacionais. Os critérios e considerações de projeto do circuito foram estudados; assim mesmo foi desenvolvida uma análise inédita do efeito de umaconstante de tempo do integrador não ideal no desempenho do modulador quando é empregado um amplificador operacional de alta velocidade e ganho reduzido. Adicionalmente, foi determinada a relação entre a constante de tempo não ideal e a faixa efetiva de integração, aqual, por sua vez, define a banda de base do sistema. A seguir foi desenvolvido o projeto dos subsistemas do circuito visando atingir as especificações respectivas. Desta forma, foi projetado um conversor V-I de 8 bits de resolução e ) faixa dinâmica de 200m 'V IND. p-p' um amplificador operacional de 16dB de ganho, 10.5Ghz de largura de banda de ganho unitário, e 100ps de tempo de atraso, e um comparador de mínima histerese utilizando uma nova configuração com realimentação positiva e negativa alternada (PAF). Embora surgiram diversos inconvenientes na fase de fabricação do circuito, implementado em uma tecnologia HEMT de InGap/InGaAs de 0.4 'mü'm, este apresentou uma relação sinal/ruído de 43dB (7.2bits de resolução) sobre uma banda base de 50MHz, quando operando com uma fonte de alimentação de 3.2V a uma taxa de amostragem de 5Gsps. Sob estas condições de operação, o modulador dissipou uma potência de 400mW incluindo os buffers de saída, o que corresponde à maior taxa de amostragem e o menor consumo de potência para um conversor AD sobremostrando em tecnologia de semicondutores compostos reportado até o momento.
- Imprenta:
- Data da defesa: 08.05.1998
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ABNT
OLMOS, Alfredo. Projeto e caracterização de um modulador 'Sigma Delta' de alta taxa de amostragem empregando tecnologia HEMT. 1998. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 1998. . Acesso em: 24 set. 2024. -
APA
Olmos, A. (1998). Projeto e caracterização de um modulador 'Sigma Delta' de alta taxa de amostragem empregando tecnologia HEMT (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. -
NLM
Olmos A. Projeto e caracterização de um modulador 'Sigma Delta' de alta taxa de amostragem empregando tecnologia HEMT. 1998 ;[citado 2024 set. 24 ] -
Vancouver
Olmos A. Projeto e caracterização de um modulador 'Sigma Delta' de alta taxa de amostragem empregando tecnologia HEMT. 1998 ;[citado 2024 set. 24 ]
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