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DESENVOLVIMENTO DE UM CONVERSOR A/D INTEGRADOR COM FAIXA DE ENTRADA E RESOLUÇÃO PROGRAMÁVEL A CAPACITOR CHAVEADO / DEVELOPMENT OF AN A / D CONVERTER INTEGRATOR WITH TRACK OF ENTRY AND PROGRAMMABLE RESOLUTION TO SWITCHED CAPACITORBezerra, Thiago Brito 13 April 2012 (has links)
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Previous issue date: 2012-04-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Programmable integrated circuits enable its adjustment after fabrication to fit more than one
application within a certain set of applications. A programmable measurement system can be
applied to the measurement of different quantities involving a set of sensors with different
signal characteristics and employing a single analog-to-digital converter (ADC). The output
signal range for each sensor should be adjusted to be as close to the input range of the ADC as
possible, to ensure maximum measurement quality. One solution to implement the adjustment
on the signal range is the use of a measurement system with programmable conditioning
circuit. In this work, it is proposed to design an ADC integrated circuit whose input range is
adjusted to the signal level at the output of the sensor in order to avoid amplification stages in
a signal conditioning circuit. For this adjustment, the input of the converter should be
programmable, making it more compatible with various sensors with different characteristics.
The developed ADC also allows the configuration of the converter resolution, enabling the
designer to exploit trade-offs between resolution and conversion speed for a given application.
The ADC is a switched capacitor integrating converter and it was designed for the AMS 0.35
μm CMOS process. / Circuitos integrados programáveis possibilitam o seu ajuste após a fabricação, para se
adequarem a mais de uma aplicação dentro de um conjunto determinado de aplicações. Um
sistema de medição programável pode ser aplicado em medições que envolvam um conjunto
de sensores com características diferentes de sinais e um conversor analógico-digital. A faixa
de sinal em cada sensor deve ser ajustada o mais próximo da faixa de entrada do conversor
analógico-digital, para garantir a medição com a faixa completa do sinal. Uma solução para
realizar o ajuste da faixa do sinal é o uso de um sistema de medição com circuito de
condicionamento programável. Neste trabalho de dissertação, propõe-se o projeto de um
conversor analógico-digital em circuito integrado em que a faixa de entrada pode ser ajustada
ao nível de sinal na saída do sensor, com a finalidade de evitar estágios de amplificação do
sinal em um circuito de condicionamento. Para tal ajuste, a entrada do conversor deverá ser
programável, o que o torna mais compatível com diversos sensores com características
diferentes. O circuito proposto também possibilita a definição da resolução do conversor o
que permite a escolha de compromisso entre resolução e velocidade de conversão,
dependendo da aplicação. O conversor A/D é do tipo integrador a capacitores chaveados e foi
projetado, em nível de transistor e leiaute, para o processo AMS 0,35 m CMOS.
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CONVERSOR ANALÓGICO-DIGITAL INTEGRADOR A CAPACITOR CHAVEADO COM FAIXA DE ENTRADA PROGRAMÁVEL / INTEGRATED DIGITAL-ANALOG CONVERTER A CAPACITOR KEY WITH PROGRAMMABLE INPUT RANGENunes, Rafael Oliveira 23 December 2010 (has links)
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Previous issue date: 2010-12-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Programmable integrated circuits for specified applications enable its adjustment
after fabrication, to fit more than one application within a certain set of applications. These
circuits are flexible, but could lose in performance when compared to other circuit constructed
to serve only a specific application. A programmable system can be applied to measurements
involving a set of sensors with different characteristics of signals and an analog-to-digital
converter. The signal range for each sensor should be adjusted as close to the input range of
analog-digital converter as possible, to ensure the measurement with the full range of the
signal. A solution for ensure the adjustable ranges is the employ a measurement system with
programmable conditioning circuit. In this work, an analog-to-digital converter with
adjustable input range is proposed, providing, equivalently, an adjustable gain value to the
analog input signal. The gain values compose a minimum set to ensure no loss of
measurement range of the signal, with loss of resolution within an acceptable limit. The
proposed converter is a discrete integrator type with switched capacitor circuits. Behavioral
and SPICE simulations were performed to validate the proposed converter. / Circuitos integrados programáveis possibilitam o seu ajuste após a fabricação, para
se adequar a mais de uma aplicação dentro de um conjunto determinado de aplicações. Esses
circuitos são flexíveis, mas podem perder em desempenho quando comparado a outro circuito
fabricado para servir a apenas uma aplicação específica. Um sistema programável pode ser
aplicado em medições que envolvam um conjunto de sensores com características diferentes
de sinais e um conversor analógico-digital. A faixa de sinal em cada sensor deve ser ajustada
o mais próximo da faixa de entrada do conversor analógico-digital, para garantir a medição
com a faixa completa do sinal. Uma solução para garantir o ajuste das faixas é o uso de um
sistema de medição com circuito de condicionamento programável. Neste trabalho, um
conversor analógico-digital com faixa de entrada ajustável é proposto, proporcionando, de
forma equivalente, um valor de ganho ajustável ao sinal analógico de entrada. Os valores de
ajuste pertencem a um conjunto mínimo de ganhos definidos para garantir que não haja perda
da faixa de medição do sinal, com perda de resolução dentro de um limite aceitável. O
conversor proposto é do tipo integrador discreto com circuitos a capacitor chaveado.
Simulações comportamentais e em SPICE foram realizadas de forma a validar o conversor
proposto.
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Circuito de Condicionamento de Sinais Analógicos Programável para Sistemas Integrados / Circuit of Conditioning of Analogical Signals Programmable for Integrated SystemsBelfort, Diomadson Rodrigues 05 September 2007 (has links)
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Diomadson Belfort.pdf: 1540332 bytes, checksum: 3100ff3681a43294daea6ee8313b879e (MD5)
Previous issue date: 2007-09-05 / In digital measurement systems, signal conditioning circuits have the main
functionality of adjusting analog signals for digital conversion. For maximizing the
application of a measurement circuit or system, yet considering its integration in a single
chip, these circuits must be programmable, in order to serve to different kinds of sensors
with diverse output signal characteristics. The main functions of the signal conditioning
circuit, in this case, are the amplification and dc level shift of the analog signal.
In this master s thesis, an architecture of a signal conditioning integrated circuit
with programmable gain and dc level shift, optimized in number of discrete components,
using the switched capacitor technique is proposed. The proposed architecture allows the
circuit use in differential and single-ended modes, with unipolar and bipolar signals. The
design of an integrated circuit is carried out for implementing the proposed architecture
using 0.35 mm TSMC CMOS technology, available in the ASIC design kit (ADK) of the
Mentor Graphics, IC Nanometer software package. / Em sistemas digitais de medição, circuitos de condicionamento de sinais têm como
principal finalidade o ajuste dos sinais analógicos para realização da conversão digital.
Para maximização da aplicação de um circuito ou sistema de medição, considerando ainda
sua integração em uma única pastilha, esses circuitos têm que ser programáveis, de forma a
atender a diversos tipos de sensores com características de sinais de saída diversas. As
principais funções do circuito de condicionamento, neste caso, são a amplificação e o
ajuste de nível cc do sinal analógico.
Nesta dissertação, propõe-se uma arquitetura de um circuito de condicionamento
integrado com ajuste de nível cc e ganho programáveis, otimizada em número de
componentes discretos, usando a técnica de capacitores chaveados. A arquitetura proposta
permite a utilização do circuito nos modos diferencial e de terminação única, unipolar ou
bipolar. Um projeto de um circuito integrado é realizado implementando a arquitetura
proposta em tecnologia CMOS 0,35 mm TSMC, disponível no ASIC design kit (ADK) do
pacote de programas da Mentor Graphics, IC Nanometer.
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