TÉCNICAS PARA REDUÇÃO DE CONSUMO EM CONVERSORES ANALÓGICO-DIGITAIS POR APROXIMAÇÃO SUCESSIVA E COMPARTILHAMENTO DE CARGA

• Main Author: Kuntz, Taimur Gibran Rabuske
• Other Authors: Rodrigues, Cesar Ramos
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Santa Maria 2012
• Subjects: Conversores analógico-digitais; Eficiência energética; Conversores por registrador de aproximação sucessiva; Compartilhamento de carga; Analog-to-digital conveters; Energy efficiency; Successive approximation register converters; Charge sharing; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Online Access: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/5391

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico === New trends and emerging technologies motivate the design of analog-to-digital converters (ADCs) which must fit in increasingly constrained environments. Within this context, one design metric which is constantly forced towards reduction is the power consumption, leading the designers to come up with improvements in both the architecture and circuit levels. This work aims to push forward the energy efficiency of the successive approximation charge sharing ADC, which is a relatively new and unexplored architecture. Therefore, three complete ADCs are designed throughout this work, each one bringing novelties that help decreasing the power consumption. The techniques devised here include novel manners of dealing with the tracking of the input signal and a circuit to reduce power drained in the pre-charge cycle. Also, three different architectures of digital controller for this ADC topology are designed. Moreover, a novel bootstrapping switch circuit is presented, which provides lower devices-count and a extremely high energy efficiency. === As novas tendências e tecnologias emergentes motivam o projeto de conversores analógico-digitais (ADCs) que precisam suprir especificações cada vez mais restritivas. Nesse contexto, uma métrica de projeto que é constantemente forçada em direção à redução é o consumo de potência, fato esse que leva à concepção de melhorias tanto em nível arquitetural como em nível de circuito elétrico. Este trabalho tem como objetivo elevar a eficiência energética dos ADCs por aproximações sucessivas e compartilhamento de carga, visto que essa é uma arquitetura relativamente nova e inexplorada. Portanto, três ADCs completos são projetados ao longo deste trabalho, e cada um traz inovações que ajudam a reduzir o consumo de potência. As técnicas concebidas aqui incluem maneiras novas de efetuar a captura do sinal de entrada e um circuito para reduzir a potência drenada no ciclo de pré-carga. Além disso, três arquiteturas diferentes de controlador digital para essa topologia de ADC são expostas. Mais, um novo circuito de chave com bootstrapping é apresentado, o qual apresenta um número de dispositivos menor e uma eficiência energética extremamente alta.