طراحی و شبیه سازی مدولاتورهای دلتا-سیگما با دقت بالا برای کاربردهای ‏‎xdsl‎‏

در دهه 90 با پیشرفت سیستمهای مخابراتی باند پایه، نیاز به سیستمی به وجود آمد که قابلیت انتقال اطلاعات را به شکل متقارن بر روی یک زوج سیم داشته باشد. سیستم ‏‎hdsl2‎‏ در پاسخ به این نیاز به وجود آمد. سیستم مزبور قابلیت انتقال اطلاعات را با سرعت ‏‎1/5mbps‎‏ به طور متقارن دارا می باشد. سیستم ‏‎hdsl2‎‏ نیاز به مبدل آنالوگ به دیجیتالی به پهنای باند ‏‎600khz‎‏ و دقت 15 یا 16 بیت دارد. ولتاژ تغذیه 3 ولت می باشد. در این پایان نامه مدولاتور دلتا-سیگما به کار رفته در ‏‎front-end‎‏ یک سیستم ‏‎hdsl2‎‏ طراحی و شبیه سازی خواهد شد. اغلب مدولاتورهای دقت بالا که در سالهای اخیر ارائه شده اند، دارای پهنای باند ‏‎1/1mhz‎‏ می باشند و برای کاربرد ‏‎adsl‎‏ پیاده سازی شده اند. تا آنجا که بررسی های نویسنده این پایان نامه نشان می دهد، تاکنون مدولاتوری با مشخصات ذکر شده در ژورنالهای معتبر ارائه نشده است. دلیل آن عمدتا جدید بودن سیستمهای ‏‎hdsl2‎‏ می باشد. انتظار می رود که در آینده با پیشرفت سیستمهای مزبور، مبدلهای آنالوگ به دیجیتال بیشتری برای کاربرد در آن سیستمها ارائه شوند. برای پیاده سازی مدولاتور مزبور از یک ساختار ‏‎cascade2-2-2‎‏ استفاده می شود. برای تعیین مشخصات المانهای مداری به طور گسترده از شبیه سازی های سیستمی استفاده شده است. با استفاده از شبیه سازی های سیستمی سعی شده است که توان مصرفی مدولاتور مینیمم شود. انتگرالگیر اول مهمترین عنصر به کار رفته در مدولاتور می باشد. برای پیاده سازی انتگرالگیر اول از آپ امپ فولدد کسکود با بهره افزایشی استفاده شده است. روش جدید جبرانسازی برای بهبود پاسخ فرکانسی آپ امپ مزبور استفاده شده است که باعث بهبود رفتار نشست مدار می شود. غیر از آپ امپ اول، آپ آمپهای انتگرالگیر دوم و سوم نیز از نوع فولدد کسکود با بهره افزایشی می باشد. آپ امپ های به کار رفته در سه انتگرالگیر آخر آپ امپ فولدد کسکود ساده می باشند. تکنولوژی مورد استفاده ‏‎0/6u‎‏ می باشد که در اصل تکنولوژی ساخته شده برای ولتاژ تغذیه 5 ولت می باشد، اما در این پایان نامه از آن در ولتاژ 3 ولت استفاده شده است. با شبیه سازی، مقدار ‏‎‏‎dr‎‏ برابر ‏‎96db‎‏ به دست می آید که معادل دقت 16 بیت می باشد. توان مصرفی بخش آنالوگ مدولاتور ‏‎130mw‎‏ می باشد. معیار شایستگی ‏‎(figure of merit)‎‏ مدولاتور مزبور کاملا قابل مقایسه با کارهای مشابه ارائه شده با آن می باشد.