Diseño y desarrollo de ADC cíclico con tecnología de 32 nm.

Abstract

Los convertidores de señales de analógicas a digitales (ADC) han sido muy importantes desde el desarrollo de las computadoras, estos son fundamentales en la interconexión de una computadora con el mundo exterior, sin estos una computadora no tendría noción del entorno. Los ADC son desarrollados utilizando otros subcircuitos, como lo son los amplificadores operacionales, comparadores, flip-flops, contadores, etc., fabricados con transistores, capacitores y resistencias. En este trabajo de graduación se presenta el desarrollo y estudio de un convertidor A/D (analógico a digital) o ADC de tipo cíclico, junto a un diseño en VLSI del ADC. Un aspecto importante de este trabajo consiste en caracterizar el rendimiento de este circuito tomando como medidas de rendimiento más importantes la potencia del circuito, tasa de conversión máxima y precisión. La idea fundamental de un ADC cíclico consiste en comparar si la señal de entrada es mayor o menor a un valor preestablecido (en este caso 0.5V), el sistema envía un valor de un uno o cero lógico respectivamente a un circuito shift register, luego la señal se reajusta y se retroalimenta (de forma recursiva), el procedimiento es repetido, correspondiendo a un bit menos significativo, hasta alcanzarse la cantidad de veces (n veces) que se hubiese designado previamente. Al final el valor de conversión en binario pasa a una memoria en donde se retiene como salida del ADC durante el tiempo que dure la siguiente conversión. La finalidad del trabajo consiste en el desarrollo e implementación de una topología de ADC, con una tecnología de 50 nm, que compruebe los alcances de un ADC cíclico y que pueda servir para futuras investigaciones con diferentes tecnologías o con mejoras que hagan la topología más robusta en diferentes aspectos. El proyecto se dividió en siete módulos para abstraer y concentrarse mejor en el funcionamiento de cada bloque por individual, estos módulos son los siguientes: Circuito contador, circuito comparador de conteos, circuito sujetador de señales, circuito comparador, circuito shift register, circuito de memoria (banco de memoria) y circuito ajustador de señales.