The rapid development in the semiconductors industry has enabled the placement of multiple chips on a single die. This has helped boost the functionality of modernday application specific integrated circuits (ASICs). Thus, digital circuits are being increasingly placed along-side analog and RF circuits in what are known as mixed signal circuits. As a result, the noise couplings through the substrate now have an increased role in mixed-signal ASIC design. Therefore, there is a need to study the effects of substrate noise and include them in the traditional design methodology. ∆Σ analog-to-digital converters (ADCs) are a perfect example of digital integration in traditionally analog circuits. ADCs, used to interface digital circuits to an analog world, are indispensable in mixed-signal systems and therefore set an interesting case study. A ∆Σ ADC is used in this thesis to study the effects of substrate noise. A background study is presented in the thesis to better understand ∆Σ modulators and substrate couplings. An intensive theoretical background on generation, propagation and reception of substrate noise is presented in light of existing researches. System and behavioural level models are proposed to include the effects of substrate noise in the design stages. A maximum decay of 10dB is seen due to injection of substrate noise system level simulations while a decay of 12dB is seen in behavioural simulations. A solution is proposed using controlled clock tree delays to overcome the effects of substrate noise. The solution is verified on both the system and behavioural levels. The noise models used to drive the studies can further be used in mixed-signal systems to design custom solutions. / Den snabba utvecklingen inom halvledarindustrin har möjliggjort placering av flera marker på en enda dö. Detta har hjälpt till att öka funktionaliteten hos moderna applikationsspecifika integrerade kretsar. Sålunda placeras digitala kretsar i allt högre grad parallella och RF-kretsar i de så kallade blandade signalkretsarna. Som ett resultat har bullerkopplingarna genom substratet nu en ökad roll i ASICdesign med blandad signal. Därför finns det behov av att studera effekterna av substratbuller och inkludera dem i den traditionella designmetoden. ∆Σ analog-till-digital omvandlare är ett perfekt exempel på digital integration i traditionellt analoga kretsar. ADC, som används för att gränssnitta digitala kretsar till en analog värld, är oumbärliga i blandningssignalsystem och är därför en intressant fallstudie. A ∆Σ arkitektur används i denna avhandling för att studera effekterna av substratstörning. En bakgrundsstudie presenteras i avhandlingen för att bättre förstå ∆Σ modulatorer och substratkopplingar. En intensiv teoretisk bakgrund på generering, förökning och mottagande av substratbuller presenteras i ljuset av befintliga undersökningar. Systemoch beteendemodellmodeller föreslås inkludera effekterna av substratbuller i konstruktionsstadiet. Ett maximalt förfall på 10dB ses på grund av injektion av substratbuller på systemnivå medan ett förfall av 12dB ses i beteende simuleringar.En lösning föreslås med hjälp av kontrollerade klockträdfördröjningar för att övervinna effekterna av substratbuller. Lösningen är verifierad på både system och beteendenivåer. De brusmodeller som används för att driva studierna kan vidare användas i blandningssignalsystem för att designa anpassade lösningar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-219613 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Darda, Abu |
| Publisher | KTH, Skolan för informations- och kommunikationsteknik (ICT) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ICT-EX ; 2017:193 |
Page generated in 0.0027 seconds