نام پژوهشگر: مرتضی علی محمدی ایروانلو

تبدیل تغییرات خازن سنسورهای خازنی به یک عدد دیجیتالی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه زنجان - دانشکده مهندسی 1393
  مرتضی علی محمدی ایروانلو   سیروس طوفان

در این پایان نامه یک مدولاتور سیگما-دلتای پیوسته زمانی و یک فیلتر cic مربوط به آن جهت قرائت تغییرات خازن سنسورهای خازنی در تکنولوژی 0.18um cmos tsmc , با نرم افزار spectro cadence طراحی شده است. با توجه به اینکه پردازش و خطی سازی سیگنال دیجیتال، خیلی راحت تر از حالت آنالوگ آن می باشد، لذا در این پایان نامه به طراحی مدولاتور سیگما-دلتای پیوسته، بعنوان مدار واسط، جهت سنس تغییرات خازن وتبدیل آن به یک سری بیت های 0 و 1 پرداخته شده است. در روش ارائه شده، ولتاژ ثابتی بعنوان ورودی به مدولاتور اعمال می شود و بدون استفاده از مدارات اضافی، متناسب با اندازه خازن سنس کننده، رشته بیت های 0 و 1 با چگالی متفاوت در خروجی مدولاتور ظاهر می گردد. در واقع این ایده از ثابت گرفتن سیگنال ورودی مدولاتور و متغییر قرار دادن خازن سنس کننده نتیجه شده است. مبدل آنالوگ به دیجیتال سیگما-دلتای طراحی شده، تک بیتی و از مرتبه دوم انتخاب شده است. در ادامه به طراحی و شبیه سازی فیلتر cic 18 بیتی جهت تبدیل خروجی مدولاتور سیگما-دلتا بصورت رشته بیت های موازی پرداخته شده است. خازن سنس کننده، در طبقه اول فیلتر حلقه قرار داده شده است. با توجه به اینکه این خازن بعنوان انتگرال گیر می باشد، با افزایش ظرفیت خازن مدت زمان شارژ زیاد شده و در نتیجه چگالی بیت های صفر در خروجی مدولاتور افزایش می یابد و با کاهش خازن نتیجه برعکس شده و چگالی بیت های یک افزایش می یابد. در این طراحی فرکانس نمونه برداری مدولاتور 10mhz و ولتاژ ورودی به مدولاتور 0.3v می باشد. فرکانس کلاک انتگرال گیرهای موجود در ساختار فیلتر cic 40mhz و نرخ کاهش نمونه این ساختار r=32 انتخاب شده است. با فرض 3 بیت خطا، مدارات طراحی شده، تغییرات خازن در حدود 12ff را آشکار می کنند.