Técnicas Avançadas de Auto-Calibração de ADC’s de Elevado Ritmo-de-Conversão utilizando Ruído Gaussiano

• Main Author: Rodrigues, Marco
• Publication Date: 2007
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10362/169644
• topic: Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática

Este trabalho incide, essencialmente, no estudo, desenvolvimento e validação de um algoritmo de auto-calibração, que visa melhorar a linearidade de ADC’s Pipeline, isto é, conversores analógico/digital de elevada velocidade, implementados com uma arquitectura concorrencial. Um sinal de ruído gaussiano é utilizado como estímulo, sendo aplicado às entradas do conversor e efectuando-se um histograma digital com os códigos de saída gerados. Analisando este histograma, conseguem calcular-se uma série de códigos de calibração, recorrendo, simplesmente, a uma unidade de controlo e processamento digital, que utiliza apenas registos, contadores, somadores e uma pequena memória ROM (Read-Only-Memory). Os códigos de calibração passam posteriormente a ser somados aos resultados de conversão do ADC, melhorando-se assim a sua linearidade e, consequentemente, o seu desempenho global. Apesar das ideais originais que sustentam o algoritmo já terem sido previamente estudadas (e inclusive patenteadas), nunca antes se tinha feito uma tentativa de implementação prática deste género de sistema de calibração. Este trabalho, sendo nesse sentido pioneiro, visa a aplicação do método de auto-calibração proposto a um ADC concorrencial de 13-bit e frequência de amostragem até 80MS/s, com um front-end de 3.5-bit e um back-end constituído por 9 andares de 1.5-bit. O estudo que se efectua inclui o desenvolvimento de um software de modelação de arquitecturas Pipeline, que serve de ferramenta fundamental na simulação e verificação de todo o processo de auto-calibração do ADC. No final, é obtido um modelo completo do sistema de calibração, onde é incluído todo o processamento efectuado até se obter o ADC calibrado. Apresenta-se ainda a arquitectura e o funcionamento do circuito gerador de ruído gaussiano, que sendo o responsável pela geração do sinal de ruído utilizado no algoritmo de autocalibração é de importância fulcral para o seu sucesso.