|
Abstract:
|
Digitaalisen tietojenkäsittelyn lisääntyessä tarvitaan yhä enemmän tietämystä muunninteknologiasta. Tässä työssä suunniteltiin CMOS-teknologialle D/A- muunnin. Kirjallisuustutkimuksessa kartoitettiin ensin eri tyyppisiä D/A-muuntimia ja mahdollisia virhelähteitä. Aikaisemmin integroidut D/A-muuntimet ovat perustuneet lähes poikkeuksetta bipolaaritekniikkaan. Nämä muuntimet on toteutettu yleensä binääripainotteisella vastusverkolla tai R-2R -tikapuuverkolla. Ongelmana on tällöin mm. vastusten sovittamisesta aiheutuvat lineaarisuusvirheet. Jotta edellä mainittu ongelma voidaan poistaa, nojautui suunniteltu CMOS D/A-muunnin kytkinkapasitansseihin. Tämä perustuu siihen, että CMOS-teknologialla pystytään tarkoin määräämään kapasitanssisuhteet, jolloin lineaarisuusvirhe eliminoituu. Suunnitellun D/A-muuntimen resoluutio on 10 bittiä. Tarvittaessa kytkentään voidaan lisätä etumerkkibitti. Muunnin muodostui kahdesta identtisestä lohkosta, jotka on kytketty sarjaan. Molemmat lohkot koostuvat operaatiovahvistimesta, autonollauskytkimistä, binääripainotteisesta yksikkökondensaattoriverkosta ja viidestä AND-veräjästä. D/A-muuntimessa käytetyt rakenteet mitoitettiin simuloimalla ne Spice2- ja Switcap -ohjelmia käyttäen. Simulointituloksia käyttäen suunniteltiin D/A-muuntimen piirikuviot kahdelle eri CMOS-prosessille: alumiinihila- ja oksidieristetylle piihilaprosessille. /Kir09 |