Tez Arşivi

Hakkımızda

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Anabilim Dalı / Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı

Analysis of SAR ADC quantization nonidealities and measurement of a 50Vpp input range 14bit 250kS/s SAR ADC

SAR ADC'lerde kuantalama işleminde bozucu etkilerin analizi ve 50Vpp girişli 14bit 250kS/s SAR ADC ölçümü

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 405089 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

Analog to digital converters are instruments that convert a physical quantity, a voltage or a current are the most common quantities in an electrical conversion scenario, to a digital value that represents the amplitude of the physical quantity with respect to a reference. Due to certain error factors, the digital value obtained after the conversion is not the perfect representation of the physical quantity. The design of an analog to digital converter integrated circuits requires the identification of these error factors and their optimization and minimization, and at the same time requiring the optimization of several other performance parameters such as power consumption, chip area and the number of external discrete components required. Reliable methods for characterizing and assessing the performance of analog to digital converters are required to verify and validate the design work. This study focuses on the successive approximation register type of analog to digital converter, in an analysis, design and measurement scenario. The operation principle of the successive approximation register analog to digital converter is analyzed and the primary error factors, stemming from the quantization operation, that deteriorate the performance from an ideal analog to digital converter are identified. The analysis is carried over to the design of a novel 50Vpp input range, with 14bit resolution 250kS/s SAR ADC. The SAR ADC and its operation is presented, with the previously identified error sources are correlated to the operation of the various circuit elements that make up the circuit. Finally, the measurement setup for the SAR ADC is presented. With the measurement setup, the SAR ADC is characterized and its performance parameters are extracted.

Summary:

Analog'dan dijital'e çeviriciler fiziksel değerlerin büyüklüklerini, en yaygın olarak bir gerilim veya akım değerini, fiziksel değerin büyüklüğünü bir referansa göre temsil eden bir dijital değere çeviren elektronik enstrumanlardır. Bu çevrim işlemi, çeşitli hata faktörlerinden dolayı hiç bir zaman temsil edilen fiziksel değerin mükemmel bir temsili olamamaktadır. Analog'dan dijital'e çevirici entegre derelerin tasarımı bu hata faktörlerinin tespit edilmesini, optimizasonunu ve küçültülmesini geremektedir. Bunun yanı sıra, bu iyileştirme süreci çeviricinin güç harcaması, silikon üzerinde harcadığı alan ve devreyi çalıştırmak için gereken harici komponentlerin sayısı gibi diğer ikincil faktörlerin de minimizasyonunu gerekmektedir. Ek olarak, tasarlanan ve optimize edilen devrelerin karakterizasyonu ve performanslarının incelenmesi, tasarımın doğruluğunu garanti etmek açısından büyük bir önem taşımaktadır. Bu çalışmada SAR(successive approximation register) tipi analog'dan dijital'e çeviriciler, bir analiz, tasarım ve ölçüm senaryosunda incelenmiştir. SAR analog'dan dijital'e çeviricilerin temel çalışma prensipleri incelenmiş, ve analiz sırasında çevrim süresince görülen bozucu etkiler ve kuantalama işlemi sırasında çevrimde oluşan hata faktörleri tespit edilmiştir. Bir sonraki adımda analiz 50Vpp giriş aralığı bulundan 14bit çözünürlüklü ve 250kS/s örnekleme hızlı bir SAR ADC için sürdürülmüştür. Bahsedilen SAR ADC ve ADC'nin çalışma presipleri sunulmuş ve tespit edilen hata kaynakları SAR ADC sistemini gerçekleyen çeşitli devre elemanları ile ilişkilendirilmiştir. Nihai olarak SAR ADC'nin ölçümü için kurulan düzenek sunulmuştur. Ölçüm düzeneği kullanılarak SAR ADC karakterize edilmiş ve performans parametreleri çıkartılmıştır.