طراحی پیاده سازی سطح ترانزیستور مدولاتور دلتا سیگما پیوسته در زمان درجه ۲ کم توان با کاربرد پزشکی

مبدل های آنالوگ به دیجتال یکی از بلوک های اساسی در هر سیستم پردازش سیگنال می باشد که در تمامی وسایل اندازه گیری، پردازش های موازی و غیره به کار گرفته می شوند. مسئله افزایش دقت مبدل آنالوگ به دیجتال ضمن کاهش توان مصرف مبدل، از عمده ترین چالش های طراحی به شمار می آید. مدولاتور دلتا سیگما یک روش بسیار رایج برای ساخت مبدل های آنالوگ به دیجیتال با دقت بالا است. این نوع مبدل های داده با استفاده از دو تکنیک فرانمونه برداری و شکل دهی نویز، مزایای زیادی نسبت به مبدل های نرخ نایکوئیست دارند. مدولاتورهای دلتا سیگما با داشتن ویژگی هایی از جمله استفاده از مسیرهای روبه جلو، استفاده از تکنیک شکل دهی نویز و سوئینگ خروجی بسیار کم، مقدار نسبت سیگنال به نویز آن ها افزایش می یابد. همچنین در طراحی این مدولاتورها، ضرایب موجود، نسبت سیگنال به نویز مدولاتور را تعیین می کنند. بنابراین انتخاب بهینه مقادیر این ضرایب خیلی مهم می باشد. در این مقاله با استفاده از الگوریتم ژنتیک، ضرای بمدولاتور دلتا سیگما در محیط نرم افزار متلب با هدف یاتفن بالاترین مقدار ممکن برای نسبت سیگنال به نویز کوانتیزه بهینه سازی می شود و با طراحی یک تقویت کننده کم توان در نرم افزار کیدنس، در نهایت یک مدولاتور دلتا سیگما با قدت بالا و توان مصرفی پایین طراحی و شبیه سازی می گردد. مدولاتور دلتا سیگما ارائه شده، در سطح ترانزیستور در تکنولوژی CMOS ۰.۱۸u پیاده سازی شده است که با هدف مقدار ماکزیمم SNDR برابر با ۹۵.۰۵dB و گسترده دینامیکی برابر ۱۱۰dB به ازای پهنای باند ۲KHz با مصرف توان ۶۵uW برای ساختار طراحی شده، به دست آمده است.

کلیدواژه ها:

مبدل های آنالوگ به دیجیتال ، مدولاتور دلتا سیگما ، کم توان ، کاربرد پزشکی