Akım Modlu Analog-dijital Dönüştürücüler

Abstract

Bu tez çalışmasında, akım modlu tekniklerin gerilim modlu tekniklere tercih edilme nedenleri üzerinde durulmuştur. Akım modlu devrelerin, gerilim modlulara göre bu üstünlükleri gözönüne alınarak, en hızlı analog dijital dönüştürücü yapısı olan akım modlu paralel analog dijital dönüştürücü tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan bu yapının hızını etkileyecek örnekleme ve tutma devresi ve akım karşılaştırıcı devresi üzerinde durulmuş ve performansları arttırılmıştır. Kullanılan örnekleme tutma devresinde performansı sınırlayacak iki etken olan akım transfer oranındaki yetersizlik ve ideal olmayan anahtarların neden olduğu yük hatası çeşitli yöntemler kullanılarak azaltılmıştır. Akım karşılaştırıcıda ise, mutlak değer seviyeleri birbirinden çok farklı ve aynı zamanda zıt işaretli giriş akımlarına verilecek cevap süresinin hızlandırılması sırasında karşılaşılan zorlukların aşılmasına çalışılmıştır. Tasarlanan bu ADD, düşük çözünürlüklü olmasına rağmen, yüksek çevrim hızına sahip olduğu için tek başına dönüştürme işlemlerinde kullanılmak yerine iki basamaklı veya “pipelined” yapılı ADDlerde alt ADD olarak kullanılmaya uygundur.

In this thesis, the reason why current mode techniques are prefered instead of voltage mode techniques is stated. By considering the superiority of the current mode circuits to their voltage mode counterparts, a current mode flash analog to digital converter, which is the fastest architecture to convert analog signal to digital signal, is designed. The performance of the sample and hold circuit and the current comparator which are the core elements affecting the speed of conversion is improved. The two factors limiting the performance of the sample and hold circuit , poor current transfer ratio and the charge error caused by the non-ideal switches, are reduced by using various methods. The diffuculties to speed up the response time of the current comparator to the current inputs having distinct absolute values and different signs at the same time is tried to overcome. Although the designed ADC has low resolution, because of having high conversion rate, it is better to apply this converter as a sub ADC to a two step or a pipelined ADC instead of using it alone.