Diseño de un convertidor analógico a digital de aproximaciones sucesivas
Date
2001
Authors
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Publisher
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Abstract
"El incesante desarrollo de la tecnología de fabricación de circuitos integrados CMOS en las últimas décadas, ha beneficiado especialmente a los circuitos digitales, en el sentido de la reducción en las dimensiones de los dispositivos y del voltaje de alimentación, y el aumento de la velocidad de operación. Desafortunadamente, este no es el mismo caso para los circuitos analógicos, en donde la reducción del voltaje de alimentación deteriora considerablemente el rango dinámico de los mismos.
Este rápido desarrollo ha motivado a la integración de circuitos analógicos y digitales dentro de un mismo circuito integrado, por lo tanto, hace necesaria la búsqueda de nuevas técnicas para realizar los bloques de construcción básicos de circuitos, con el objeto de satisfacer la alta demanda comercial que presentan los sistemas electrónicos actuales.
Tal es el caso de los convertidores de datos, específicamente el de los convertidores analógico a digital (A/D), en donde a través del tiempo se han venido desarrollando serie de topologías, a fin de mejorar sus características tales como resolución, linealidad, velocidad de muestreo, consumo de potencia, dimensiones, etc.
Por tales motivos, en este proyecto se analiza la técnica de aproximaciones sucesivas, la cual como se verá más adelante, no cuenta con circuitos analógicos lineales como amplificadores operacionales o amplificadores de transconductancia, lo cual lo hace compatible con circuitos integrados digitales. Además, el bajo consumo de potencia del convertidor A/D diseñado lo hace aplicable en sistemas portátiles.
El objetivo del proyecto es el diseño y simulación de un convertidor A/D, con una velocidad de muestreo de 100,000 muestras por segundo, con una fuente de alimentación de 3Volts, y utilizando la tecnología CMOS AMS 0.35µm. Por lo tanto, éste puede convertir señales con una banda máxima de 50kHz¹. Dentro de éstas se encuentran las señales de audio, por lo tanto, el convertidor A/D a diseñar es aplicable en sistemas de comunicaciones inalámbricas, en donde la señal de audio es convertida en datos digitales, los cuales a su vez son procesados mediante sofisticados algoritmos de compresión de información dentro de un procesador digital de señales, modulados digitalmente y transmitidos posteriormente. Esta aplicación hace del convertidor Analógico a Digital un bloque imprescindible en la construcción de dichos sistemas de transmisión, en donde la precisión, linealidad y otras características del convertidor afectan directamente la eficiencia global del sistema.
Cabe destacar que el convertidor puede ser aplicable a otros sistemas, siempre y cuando se cumpla que la señal de entrada posea una banda menor de la banda antes especificada."