الهی ...را جهان و بلندی

پستی تویی ندان�م چه ای هرچ�ه هستی

تویی

DSPسمینار درس پیاده سازی اختصاصی

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors

in Pipelined ADCs [1]:ارائه دهنده

خشایار دهقان

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

مطالب:•دسته بندی مبدل های آنالوگ به دیجیتال• Pipelined ADC بررسی• شدهPipelineدو طبقه ADCمعماری یک •Pipelined ADCساختار کلی •Pipelined ADCاساس کار •پیاده سازی مداری مالحظات عملی و عوامل ایجاد خطا•نحوه ی کالیبراسیون•مشخصات و ابعاد پیاده سازی•منابع•

3

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

]4[ براساس سرعت و دقت ADCsبررسی•

4

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

Pipelined ADC [3] بررسی• با افزایش دقت آنها توان و مساحت به صورت Flash ADCsدر •

نمایی افزایش می یابد. که در مدارات دیجیتال اغلب مورد استفاده قرار می Pipelineایده ی •

گیرد، می تواند در حوزه آنالوگ مورد استفاده قرار گیرد تا به سرعت باالیی دست یابیم.

Pipelineیک سیستم • 5

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

[3 شده ]Pipelineدو طبقه ADCمعماری یک •

6

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

Pipelined ADC]5[ساختار کلی •

7

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

Pipelined ADC] 3[اساس کار •

8

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

از • طبقه ی�ک نمودار One bit Per Stage Pipelined ADCس�اختار و [4خروجی بر حسب ورودی آن ]

9

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

س�اختار • مشک�ل که One Bit Per Stage Pipelined ADCی�ک اینس�ت در مقایس�ه گ�ر ه�ا خطای غی�ر قاب�ل ج�برانی را بوجود می offsetوجود آورد.

توص�یه م�ی شود.Bit Per Stage Pipelined ADC 1.5بنابرای�ن س�اختار •[5 ]

10

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

]4[پیاده سازی مداری •

11

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

]2[معادالت حاکم بر مدار •

12

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

بررسی شرایط عملی:•در واقع هیچگاه دو خازن و هیچ گاه به طور دقیق با هم برابر نیستند و بهره •

دچار غیر خطینگی می ADCمحدود است در این شرایط نیز OpAmpی [3شود و نباز به کالیبراسیون دارد. ]

کماکان OpAmpدر صورتی که فرض شود دو خازن با هم برابرند اما بهره ی •[:2محدود است داریم]

• ]

13

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

نحوه ی کالیبراسیون:•[:2]داریم •

همانگون�ه ک�ه مالحظ�ه م�ی شود عبارت ک�ه باع�ث غی�ر خطینگ�ی در معادله باال •م�ی شود م�ی- باش�د ک�ه کس�ری از ای�ن مقدار در مدار در گره ی جمع کننده

وجود دارد.

14

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

نحوه ی کالیبراسیون )ادامه(:•از • و برابر کرده را دو ولتاژ این کننده کمک�ی تقوی�ت ی�ک توس�ط اگ�ر حال

مقدار خروج�ی تقوی�ت کننده اصلی کم کنی�م عبارت غی�ر خطی ساز از بین می [2]رود.

در حالت کلی یعنی وقتی که در هر طبقه تعداد بیت دلخواهی تولید کنیم مدار •[1پیاده سازی شده به صورت زیر است. ]

15

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

نحوه ی کالیبراسیون )ادامه(:•

16

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

:]1[الگوریتم کالیبراسیون

17

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

الگوریتم کالیبراسیون)ادامه(:•

18

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

[1]مدار پیاده سازی شده:•

19

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

•INL [1 بیت قبل و بعد از قرار دادن مدار کالیبراسیون:]14 در

20

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

•FFT[:1 قبل وبعد از قرار دادن مدار کالیبراسیون]

21

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

مشخصات و ابعاد پیاده سازی: • با استفاده از S/H بدون واحد Bit Per Stage 3با ساختار Pipelined ADCیک •

میلیمتر 0/65×2/2 مساحتی به اندازه ی CMOS میکرومتر 0/18تکنولوژی مربع را اشغال می کند.

می باشد.گستره ی تمام مقیاس سیگنال •

مدار تولید کننده ی کد برای تعیین بهره ی تقویت کننده ی کمکی پس از • نمونه به روز می شود.16000

22

Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs

منابع:[1] Y. Miyahara, M. Sano, K. Koyama, T. Suzuki, K. Hamashita, B. song , Adaptive Cancellation of Gain and Nonlinearity Errors in Pipelined ADCs : ISSCC Session 15 Data Converter Techniques, 2013.[2] A. M. A. Ali and K, Nagaraj, “Background Calibration of Operational AmplifierGain Error in Pipelined A/D Converters,” IEEE Trans. Circuits Syst. II, vol. 50, pp.631-634, Sept. 2003.[3] B. Razavi, Principels of Data Conversion System Design, New York : John Wiley, 1995.[4] O. Shoaei, Data Converters Course Slide, University of Tehran, 2013.[5] T. Carusone, D. A. Johns, K. W. Martin, Analog Integrated Circuit Design, Second Edition, New York : John Wiley, 2011.

23

24

به بوی یک نفس در آن زالل دم زدن

سزد اگر هزار بار

بیفتی از نشیب را ه و باز

رو نهی بدان فراز...با تشکر از حضورتان