نام پژوهشگر: حسن سپهریان

signal specific successive approximation analog to digital converter
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1389
  حسن سپهریان   رضا لطفی

چکیده: در میان انواع متفاوتی از مبدل های آنالوگ به دیجیتال که تا کنون معرفی شده اند، مبدل های آنالوگ به دیجیتال تقاریب متوالی(sar ) به علت سادگی ساختار و همچنین توان مصرفی کم، همواره یکی از پرکاربرد ترین مبدل های آنالوگ به دیحیتال در کاربرد های بایومدیکال بوده اند. به همین دلیل تاکنون روش های متعددی برای کاهش هرچه بیشتر توان مصرفی در این مبدل ها ارائه شده است که در اکثر آنها توجهی به مشخصات سیگنال ورودی نشده است . این پایان نامه به معرفی روشی جدید برای کاهش توان در مبدل های sar به منظور کاربرد در تجهیزات بایو مدیکال و شبکه های سنسور بیسیم می-پردازد که در آن از مشخصات آماری سیگنال ورودی برای کاهش توان مصرفی مبدل استفاده می شود. با توجه به ذات سیگنال های بایو مدیکال، که اکثراً دارای تغییراتی کند در حوزه ی زمان هستند، در بسیاری از موارد نمونه های متوالی برداشته شده از این سیگنال ها، دارای تفاوتی کمتر از چند بیت هستند. با استفاده از این ویژگی سیگنال های بایو مدیکال، در ساختار پیشنهادی چنانچه تفاوت نمونه های جدید از نمونه های قبلی کم باشد، به جای آنکه به عنوان مثال در یک مبدل n بیتی، تمام بیت ها برای نمونه ی جدید استخراج شوند، تنها چند بیت کم ارزش(مثلاٌ 4بیت در یک مبدل 8 بیتی) که نشانگر اختلاف دونمونه هستند، استخراج خواهند شد. با این کار هم توان مصرفی ناشی از سوئیچینگ خازن ها کاهش می یابد و هم در مدت زمان باقی مانده با خاموش شدن مقایسه گر، توان مصرفی مقایسه گر نیز کاهش خواهد یافت. در این پایان نامه یک مبدلsar 8بیتی با فرکانس نمونه برداری 1ks/s در ولتاژ تغذیه ی 1.8 ولت در تکنولوژی cmos tsmc 0.18?m با استفاده از ایده ی پیشنهادی و همچنین با استفاده از ساختار رایج برای مبدل های sar شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می-دهد که برای یک سیگنال ecg ساختار پیشنهادی باعث کاهش بیش از 70% در توان مصرفی سوئیچینگ خازن ها و 38% در توان مصرفی مقایسه گر شده است و این در حالی است که 61% به توان بخش دیجیتال افزوده شده است که با توجه به تکنیک های موجود برای کاهش توان در بخش دیجیتال، این افزایش توان قابل جبران است. برای این منظور بخش دیجیتال مبدل ها برای کار در ولتاژ0.5 ولت طراحی شده است.