thiết kế bộ chuyển đổi sạc sử dụng bộ diều chế delta sigma

Hình ảnh Mục Lục Hìnhl Sự tuông quan DAC ADC .4 Tổng quan Hìnhl DAC dùng điện trở có trọng số nhị phân .6 1.1 Bộ chuyển đổi Digital to Analog .3 Hìnhl DAC R/2R ladder 1.1.1 Các loại chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu tuơng tự Hìnhl DAC với dòng điện ngõ 1.1.2 Thông số DAC 11 Hìnhl Bộ chuyển đổi dòng thành điện .10 1.1.3 Lý thuyết Delta Sigma 13 Hìnhl DAC với mạng điện trở hình thang .11 1.1.4 Integrátor 17 Hìnhl Bộ Delta Sigma bits 14 1.1.5 Sample and Hold 19 Hìnhl Ngõ mạch tích phân thời gian t 17 1.2 Delta Sigma modulator 19 Hìnhl 9Mạch tích phân lý tưỏng .18 1.2.1 Delta Sigma .19 Hình Sơ đồ khối Delta Sigma 20 1.2.2 Bitstream 21 Hình Giao diện khỏi động Simulink 25 Methodology 21 Hình Giao diện làm việc .26 Tools .23 Hình 3 Flow thiết kế Cadence 27 3.1 Simulink 23 Hình 4Giao diện làm việc Schematic 29 3.1.1 Khỏi động Simulink 24 Hình Giao diện làm việc Symbol 31 3.1.2 Sử dụng 25 Hình Enviroment trình mô .32 3.2 Cadence Design Environment .26 Hình Simulator/Directory/Host 33 3.2.1 Transistor level schematic .28 Hình Model Libraries 33 3.2.2 Symbol creation .30 Hình Selecting the analysis 34 Hình 10 Giao diện làm việc Layout .35 21 AD C Digital Processing ( Computer,DSP ^ DAC ngày phát triển dựa lý thuyết xử lý tín hiệu số Vì nhiều phương Hình4 23 Layout cổng NAND .54 pháp nghiên cứu việc chuyển đổi qua lại từ hai miền tín hiệu đưa Hình4 24 schematic cổng XOR 55 Một thiết bị, hệ thống thực tế dù lớn hay nhỏ hoạt động Hình4 25 Symbol cổng XOR 56 Hình4 simulation ta26 cung cấp điệncổng choXOR .56 Và ngừng cung cấp điện không hoạt động 27 Điềucổng chứng tỏ máy móc hoạt động hai mức điện Đó Hình4 Layout Xor .57 Hình4 28 kết check LVS 57 mức nhị phân Ket hoạt động thiết bị để kiểm tra Hình4 phải 29 Giản đồ Kamough Full Adder 58 thông30 qua người giao tiếp với người thiết bị phải đưa Hình4 Schematic củaViệc mạch Full-Adder .59 mức nhị phân tín hiệu tương tự Hay nói khác ta cần phải có Hình4 31 Symbol mạch Full-Adder 59 Hình4 32 simulation mạch Full-Adder .60 Hình4 33 Layout mạch Full-Adder 60 t t Hình4 34 LVS mạch Full-Adder .61 Rcal world: Rcal world: Hình4 35 Schematic mạch Full-Adder lObits 61 Hình4 36 Symbol Flip-Flop D 62 Hìnhl Sự tương quan DAC ADC Hình4 37 Schematic Flip-FlopD 63 Bộ chuyển đổi tín hiệu từ số sang tương tự (DAC D-to-C) thiết bị chuyển đổi từ tín hiệu số (thường số nhị phân) sang tín hiệu tương tự(dòng, điện tích) Bộ chuyển đổi DAC chuyển đổi nhanh giới số chuyển đổi Digital tín 1.1 hiệuBộthực tế dạng tương tự Phương pháp chuyển đổi đơn giản to Analog Hầu hết tín hiệu vật lý nằm giới tương cách sử dụng thành phần như: điện trở, tụ điện, nguồn dòng, nguồn sống cho thực giới tương tự Khi việc xử lý tín hiệu thực chuyển đổi DAC miền tương tự.Việc xử lý tín hiệu miền tương tự đôi lúc gặp nhiều khó khăn Song song với xử lý tín hiệu tương tự, xử lý phân tích tín hiệu Bộ chuyến đổi Sigma delta có độ lợi cao sử dụng phổ biến ứng dụng chuyển đổi số sang tương tự ngược lại tương tự sang số, 43 Giá trị tín hiệu sô đâu vào D c B Giá trị tương tự ngõ A Vout giới thiệu thập kỉ trước Phương pháp chuyển đổi delta sigma Với DAC loại dòng DACngõ phụ thuộc vào vị trí chuyển dựa nguyên tắc giải thời gian giao tiếp độ phân giải biên độ mạch, đầu vào nhị phân phối mà dùng để chuyển đổiBO, mộtBl, tínB2, hiệuB3sốchi sang độtrạng phân thái giải cao hơnchuyển mạch Dòng điện đưa qua độbộ chuyển đổi dòng điện để đưa xác không cao tín hiệuđiện analog Độ xác cao đòng nghĩa cần thiết Vout Điện với tính theo : +^R£F Giá trị đầu việc có ngõ vào cho delta sigma Càng nhiều bit độ Giá trị ngõ ra: xác Đầu vào càngso: cao đưa tín hiệu không xác Chúng ta sử dụng mạch Với chuyển đổi DAC dùng điện trở có trọng số nhị phân độ ov 5V Hìnhl DAC dùng điện trở có sang trọngtín số hiệu nhị phân lọc tương tự để2chuyển đổi từ bistream tương tự Mạch lọc xác tương VoUTthường không cao khác biệt lớn trị số LSB MSB, Điện Vout tính theo công thức mạch khuếch đại đảo: các1.1.1 điện trở chênh lệchchuyển lớn ta dùng đến tín DAC thìtự.độ Các loại đổi Khi tín hiệu số sang hiệu8-bits tưoug V0vT=- Scope 74 Hiển thị dạng tín hiệu suốt thời gian mô phỏng(Giống oscillosecop) Những thông số: phạm vi, trục ngang(thời gian), trục dọc Trục ngang cuộn phạm vi 5.1.2 Unit delay Khối Delay sử dụng cho việc tạo trễ trình lấy mẫu, Những thông số: giá trị đầu, thời gian lấy mẫu 75 5.1.3 Sum Những thông số: Dấu giá trị ngõ vào số dấu số giá trị bit vào khối 5.1.4 Integrator Integratorl 76 Những thông số: Điều kiện đầu Sa mple and hold 5.1.5 Sample & Holdl Những thông số: Điều kiện ban đầu 5.1.7 Product Ngõ vào nhân với nhau(giống Sum) Productl X Những thông số: số ngõ vào, thời gian lấy mẫu 78 5.1.8 Pulse generator Khối sử dụng cho việc tạo chuỗi xung với khoảng thời gian ổn định Generator Những thông số: Chu kì xung, độ rộng xung, biên độ xung, thời gian bắt đầu phát xung 79 5.2 Bộ chuyển đổi DAC sử dụng Delta Sigma Sơ đồ khối mô chuyển đổi DAC Delta Sigma sử dụng Simulink Signal Builder Puls e Genera Dạng sóng ngõ scope3 cho dạng sóng bậc thang 81 Scope2 hiển thị giá trị sau khối Integrator Sóng ngõ hiển thị nhu xung tam giác Sơ đồ khối Delta Sigma Giá trị số đưa vào tạo Signal Builder 82 Dạng sóng ngõ Delta Sigma Là chuỗi bit 83 [...]... thiết bị chuyên dụng nào được sử dụng trong bộ điều chế Delta Sigma Bộ chuyển đổi đó do chúng ta thiết kế sao cho phù họp với các xử lý tín hiệu để có thể đưa ra được tín hiệu mong muốn Bộ điều chế Delta Sigma có thể được sử dụng trong bộ chuyển đổi delta sigma, được đưa ra như việc loại bỏ nhiễu lượng tử(giống như mạch lọc) do sự hồi tiếp của vòng lặp số Với những bộ chuyển đổi delta sigma bậc cao,... trong chuyển đổi tương tự sang số (DAC) là độ chính xác(resolution) Bộ chuyển đổi Sigma Delta (SDM) đưa ra một phương pháp chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số (DAC) với độ chính xác cao Một bộ chuyển đổi DAC sử dụng Delta Sigma bao gồm: tổng các bits tín hiệu số đưa vào, bộ lọc tương tự, vòng hồi tiếp số, bộ cộng sigma, bộ cộng delta và mạch so sánh Trong thực tế, chúng ta không có thiết. .. đồthể khối bộ Delta mạch có thể track ngõ2.1 vào, gọicủa trường hợp Sigma của mạch này là mạch Trackand-Hold, hoặc có thể được thiết lập một số giá trị cố định Trong một số mạch, ngõ ra của mạch được giữ toàn chu kì của clock lấy mẫu Bộ điều chế Delta Sigma là thành phần quan trọng nhất của bộ chuyển đổi tín1.2 hiệu số sang tín hiệu tương tự sử dụng Delta Sigma Bộ Delta Sigma đưa ra Delta Sigma modulator... xác cao thì bộ Delta Sigma bậc cao được sử dụng Nhưng ở đây chúng ta chỉ tập trung 37 I[N+1:0] Hình4.2 Sơ đồ khối của Delta Sigma bậc một Bộ Delta Sigma DAC sử dụng vòng hồi tiếp số để tạo ra tín hiệu bitstream Ngõ ra của bistream tỉ lệ với tín hiệu ngõ vào Sau đó bitstream sẽ được đưa qua bộ analog low pass íilter để tạo ra tín hiệu tương tự Trong quá trình thiết kế chúng tôi nhận thấy bộ Delta Modulator... trình thiết kế buttom-up, nơi người thiết kế mô tả chi tiết hình học và vị trí 34 36 33 35 4 THIẾT KÉ YÀ MÔ PHONG CÁC KHỐI TRÊN CADENCE 4.1 Mỏ’đầu Trong chương này chúng ta sẽ tìm hiểu cấu trúc của bộ delta sigma DAC’s converter Sơ đồ khối của bộ delta sigma DAC được mô tả trong hình 4.1 Nó được xây dưng trên hai khối chính là Delta Sigma modulator và Analog Filter: Delta Sigma modulator: dùng để biến đổi. .. 3 Flow thiết kế trong Cadence thiết kế mạch ở mức transistor Thông thường, một số đặc tính của các thành phần(như kích thước củathuật các transistor) các kết nối giữa thiết Thông thường, các kỹ thiết kế chohoặc phép người thiết kế các mạch đưabịra được các lựa chọn về các đặc trưng về liên kết, vị trí riêng rẽ của từng thiết bị, vị lặp đi lặp lại trong các bước tối ưu thiết trí kế Những sửa đổi và... đồ khối bộ converter 4.2 Modulator bậc 1 Một kỹ thuật quan trọng để chuyển đổi chính xác tín hiệu tương tự từ tín hiệu số trong bộ DACs là Delta Sigma Modulator Kỹ thuật này sử dụng phương pháp xử lý tín hiệu số để làm giảm độ phức tạp của các thành phần tương tự và giảm sự khó khăn trong thiết kế khi thực hiện với các thành phần tương tự này Tuy nhiên, trong đề tài này chủ yếu sử dụng Delta Sigma Modulator... transistor sử dụng Schematic Editor, đặt tính và chức năng của mạch phải được kiểm tra bằng cách sử dụng công cụ mô phỏng Thiết kế sẽ được mô phỏng chi tiết tại mức transistor phải được thực hiện trước tiên nhằm xác định mức độ hoạt động, do đó rất quan trọng để hoàn thành bước này trước khi bước vào tối ưu hòa thiết kế Dựa trên kết quả mô phỏng, người thiết kế thường sửa đổi một số chi tiết của thiết bị(... quan, để đặt và kết nối các linh kiện căn bản để tạo nên thiết kế Ket quả thiết kế chính xác phải mô tả được tính chất điện của các linh kiện và các liên kết liên quan Schematic bao gồm kết nối lên nguồn điện hay nối đất, cũng như tấc cả các Pin cho ngõ vào và ngõ ra của mạch thiết kế Những thông tin này quan trọng cho việc tạo netlist tương ứng, được sử dụng cho các bước sau thiết kế Việc tạo một... vào Bộ 20 19 TIME ^O UT t o 15 36 15 38 X ... chuyển đổi tương tự sang số (DAC) độ xác(resolution) Bộ chuyển đổi Sigma Delta (SDM) đưa phương pháp chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số (DAC) với độ xác cao Một chuyển đổi DAC sử dụng. .. dụng Delta Sigma bao gồm: tổng bits tín hiệu số đưa vào, lọc tương tự, vòng hồi tiếp số, cộng sigma, cộng delta mạch so sánh Trong thực tế, thiết bị chuyên dụng sử dụng điều chế Delta Sigma Bộ chuyển. .. dụng điều chế Delta Sigma Bộ chuyển đổi thiết kế cho phù họp với xử lý tín hiệu để đưa tín hiệu mong muốn Bộ điều chế Delta Sigma sử dụng chuyển đổi delta sigma, đưa việc loại bỏ nhiễu lượng