انتگرال گیری پارامتریک در مدولاتورهای سیگما دلتای زمان گسسته باند وسیع

در این رساله، ابتدا مهمترین چالش¬های طراحی مدولاتورهای سیگما- دلتای زمان گسسته در کاربردهای باند وسیع مورد مطالعه قرار گرفته و برخی از راهکارهای اخیر ارائه شده در این خصوص بطور اجمالی بررسی شده¬اند. با توجه به اینکه تقویت¬کننده¬های عملیاتی با توان مصرفی بالا، به عنوان یکی از مهمترین عوامل محدود کننده عملکرد این مدولاتورها در کاربردهای باند وسیع می¬باشند، هدف اصلی این رساله ارائه¬ی راهکاری جدید برای کاهش تعداد این تقویت کننده ها و تاثیر نامطلوب آن¬ها بر توان مصرفی مدولاتورها بوده است. لذا در این راستا برای اولین بار مفهوم جدیدی بنام انتگرال¬گیری پارامتریک mos در مدولاتورهای زمان گسسته معرفی می-شود که بدون استفاده از تقویت کنندههای عملیاتی و افت عملکرد مدولاتور، قادر به انتگرالگیری در داخل فیلتر حلقه می¬باشد. در این رساله، دو مدار انتگرالگیر جدید با استفاده از این مفهوم ارائه شده و از نظر تابع تبدیل، خطینگی و نویز حرارتی مورد تحلیل قرار می¬گیرند. سپس هر دو مدار در تکنولوژی 0.18 µm cmos طراحی و پس از جانمائی توسط نرم افزار شبیهساز spectre/cadence، با مدار متعارف انتگرالگیر سوئیچ شونده فعال مقایسه می¬شوند. در پایان به منظور اثبات کارائی این برخی از انتگرالگیرهای فعال در سه ساختار مختلف مدولاتورهای σδ، شامل یک مدولاتور مرتبه دو و دو مدولاتور مرتبه چهار توسط مدارهای جدید پیشنهادی جایگزین شده¬اند. با توجه به نتایج حاصل از شبیه¬سازی¬های بعد از جانمائی بلوک¬های انتگرالگیری در این مدولاتورها، می¬توان نتیجه گرفت که مدارهای پیشنهادی با جایگزینی برخی از انتگرالگیرهای فعال پر مصرف تاثیر بسزایی در افزایش کارائی و عملکرد مدولاتورهای زمان گسسته در کاربردهای سرعت بالا دارند. این شبیهسازی¬ها ضمن تائید کارائی مدارهای پیشنهادی در جایگزینی انتگرالگیرهای تاخیردار مدولاتورهای باند وسیع (به عنوان مثال سه ساختار با پهنای باند ورودی به ترتیب 6/25، 6/25و 12/5مگاهرتز و دقتهای به ترتیب 9، 10 و 13 بیت)، کاهش توان مصرفی این ساختارها را (در حدود 30 درصد) در مقایسه با مدارهای متعارف تائید می¬کنند.