Les systèmes de communication sans fil modernes exigent haute performance analogique Convertisseurs-numériques (CAN) avec l'augmentation de la bande passante et la résolution.Aujourd'hui, il y a un besoin croissant de faible puissance et de récepteurs RF multi-fonctionnels, puisque le marché s' attend à des capacités de réception complexes avec des appareils de faible puissance qui fonctionnent sur batteries portables de puissance limitée.Pour cette raison la tendance actuelle est de diminuer la partie analogique des récepteurs, tout en augmentant les tâches effectuées par la partie numérique.Par conséquent, cela demande des CAN à large bande, haute résolution et faible consommation.Dans cette recherche, on étudie plusieurs CAN à base de VCO.On montre la conception, la réalisation dans le process CMOS 65nm et les mesures de deux types de CAN à base VCO, le premier est basé sur le principe de la conversion tension-fréquence tandis que le second utilise le principe de la conversion tension-phase.Le CAN tension fréquence est un CAN de 4-bit programmable avec une fréquence d’échantillonnage qui va de 220MHz jusqu’à 1500MHz. le rapport signal dur bruit mesuré est de 40.5dB dans une bande de 30MHz avec une consommation de 0.5mW.Le CAN tension phase est un CAN de 4-bit programmable avec une fréquence d’échantillonnage qui va de 300MHz jusqu'a 1440MHz. le rapport signal dur bruit mesuré est de 48dB dans une bande de 30MHz avec une consommation de 1mW. On présente ensuite une méthode de conception systématique de conception des CAN SigmaDelta de grand ordre avec des quantificateurs à base VCO.Pour valider la méthode de conception, un CAN SigmaDelta avec un quantificateur tension-fréquence est conçu en 65nm. Le rapport signal sur bruit mesuré est de 62dB dans une bande de 28MHz et une consommation de 30mW.On propose ensuite l'utilisation des quantificateurs à base VCO dans les modulateurs SigmaDelta en quadrature. Pour cela, une méthode de conception systématique et présentée. Un CAN sigmadelta en quadrature de 4ème ordre avec des quantificateurs tension fréquence est conçu en 65nm. Les mesures de ce circuit sont encore encours. Les simulations post-layout montrent un rappost signal sur bruit de 75dB dans une bande de 40MHz et une consommation de 60mW. / Today's wireless communication systems are requiring high performance Converters analog-digital (ADC) with increasing demand on bandwidth and resolution.There is a growing need for low-power and multi-functional RF receivers , since the market is expecting complex receiving capacities with low power battery operated devices.For this reason the current trend is to decrease the analogue part of the receivers, while increasing the tasks performed by the digital part.Therefore, this imposes stringent requirements on the ADC such as wideband operation, high resolution and low power consumption.In this dissertation, we studied and realized several types of VCO-based ADCs.We show the design, implementation and the measurements of two types of VCO-based ADCs in 65nm CMOS process. The first is using the voltage to frequency conversion technique while the second uses the principle of voltage to phase conversion.The voltage to frequency converter is a 4-bit ADC with a programmable sampling frequency that goes from 220MHz up to 1500MHz.The measured Signal-to-noise-and-distortion-ratio (SNDR) is of 40.5dB in a band of 30MHz with a power consumption of 0.5mW.The voltage phase converter is a 4-bit ADC with a programmable sampling frequency that goes from 300MHz up to 1440MHz.The measured SNDR is 48dB in a band of 30MHz with a consumption of 1mW.We then present a systematic design method of high order SigmaDelta ADCs with VCO-based quantizers.To validate the design method, a SigmaDelta ADC with a 4-bit voltage-frequency is designed in 65nm. The measured SNDR is 62dB in a band of 28MHz and a power consumption of 30mw.We propose the use of VCO-based quantizers in quadrature SigmaDelta modulators. A systematic design method is presented for the quadrature VCO-based Sigmadelta modulators.A 4th order quadrature sigmadelta with 4-bit voltage to frequency quantizers is designed in 65nm. The measurements of this circuit are currently in progress. In post layout simulations, the quadrature modulator achieves 75dB in a band of 40MHz and a power consumption of 60mW.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2015PA066299 |
| Date | 12 June 2015 |
| Creators | Allam, Mootaz Bellah Mohamed Mahmoud |
| Contributors | Paris 6, Aboushady, Hassan |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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