Les convertisseurs analogiques-numériques fondés sur le principe de la modulation §¢ sont capables de fonctionner à des résolutions très élevés. L'utilisation en interne d'un CAN et d'un CNA multibit permet de réduire le taux de suréchantillonnage, les contraintes imposées par les circuits actifs, amé- liore la stabilité de la boucle du modulateur, mais rend celui-ci très sensible aux imperfections des composants du convertisseur numérique analogique (CNA) interne situé dans le chemin de retour. Les erreurs statiques dues aux non idéalités des circuits constitutifs de ce CNA peuvent être corrigées au moyen de techniques d'appariement dynamique des composants (DEM). Ce travail de thèse est consacré entre autre à l'étude théorique de ces techniques de correction des défauts des cellules des CNA multibits. Après avoir rappelé le principe de la conversion §¢ d'une part, et les différentes sources d'erreurs dominantes dans le cas multibit d'autre part, les techniques d'appariement existantes sont analysées et comparées. Nous soulignons les avantages, les inconvénients, et les domaines d'applications préférentiels de chacune. Le coeur du travail consiste en la proposition de quatre nouvelles techniques d'appariement dynamique. Les deux premières dérivent de la méthode de la moyenne des données (DWA), l'une pour le cas passe-bas du premier ordre, l'autre dans le cas passe-bande du second ordre. Les deux dernières propositions (appelées MDEM et STDEM) dérivent des deux algorithmes de tri (SDEM) et d'arborescence (TDEM) : elles conviennent à une mise en forme des erreurs d'ordre élevé et sont destinées aux applications passe-bas et passe-bande de haute performance. Ces quatre méthodes proposées ont été mises en équation et leurs performances confirmées par diverses simulations. Une implantation des algorithmes MDEM et STDEM a été faite au niveau cellule standard jusqu'à l'étape finale de routage en technologie CMOS 0.35 ¹m. L'ensemble des résultats des simulations au niveau système et au niveau transistor conforme l'avantage des techniques développées dans ce travail en termes de surface occupée et aussi de fréquence maximale d'application, si on les compare avec les algorithmes conventionnels de SDEM. Dans une dernière partie, les erreurs dynamiques du CNA, en particulier l'effet de la gigue d'horloge, le glitch, la dissymétrie des temps de transition, l'injection de charge (CFT) et la métastabilité du quantificateur sont également analysés. A l'issue de ces réflexions, une nouvelle cellule de CNA incluant un bloc limitant la plage dynamique de la commande d'entrée (SRD) est proposée. Elle possède une structure de remise à zéro partielle (semi-RZ) qui permet de bénéficier à la fois de l'avantage de la cellule RZ et non RZ. De plus, l'effet du retard du bloc de DEM est compensé par une modification dans l'architecture convenant aux applications passe-bande haute fréquence.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00278389 |
| Date | 30 June 2006 |
| Creators | Najafi Aghdam, Esmaeil |
| Publisher | Université Paris Sud - Paris XI |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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