Архитектура многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ с реконфигурацией параметров преобразования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Магеррамов Рафаэл Вагифович

• Магеррамов Рафаэл Вагифович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Магеррамов Рафаэл Вагифович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МНОГОКАНАЛЬНЫЕ АЦП

1.1 Процесс аналого-цифрового преобразования

1.2 Обзор существующих архитектур АЦП

1.2.1 АЦП последовательного приближения

1.2.2 Интегрирующий АЦП

1.2.3 Сигма-дельта АЦП

1.2.4 Преобразователь напряжение - частота

1.3 Калибровка АЦП

1.4 Многоканальные АЦП

1.4.1 Архитектуры многоканальных АЦП

1.4.2 Прием сигналов с ПФВ

1.4.3 Аналоговая коммутация

1.4.4 Коммутационные помехи

1.4.5 Устройство выборки-хранения

1.5 Проблемы проектирования многоканальных АЦП

1.6 Реконфигурация параметров преобразования

1.7 АЦП на основе контура ФАПЧ

1.8 Выводы и постановка задач исследования

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОНТУРА ФАПЧ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ АЦП

2.1 Преобразование напряжения в длительность импульсов

2.2 Расчет АЦП на основе контура ФАПЧ

2.2.1 Расчет элементов ФНЧ

2.2.2 Передаточные функции блоков контура ФАПЧ

2.3 Математическая модель контура ФАПЧ

2.4 Влияние диапазона напряжения ГУН на переходной процесс

2.5 Переходной процесс при изменении напряжения их

2.6 Компенсационные свойства контура ФАПЧ

2.7 Выводы и результаты

ГЛАВА 3. РЕЛИЗАЦИЯ АЦП НА ОСНОВЕ КОНТУРА ФАПЧ

2

3.1 Параметры АЦП на основе контура ФАПЧ

3.2 Исследование и разработка АЦП на основе контура ФАПЧ

3.2.1 Частотно-фазовый детектор

3.2.2 Существующие реализации ЧФД

3.2.3 Предложенная реализация ЧФД

3.2.4 Фильтр нижних частот

3.2.5 Генератор, управляемый напряжением

3.2.5.1 Генератор Маниатиса

3.2.5.2 Генератор с использованием дифференциальных ячеек задержки

3.2.5.3 Генератор на основе схемы 555 таймера

3.3 Контур ФАПЧ

3.4 Характеристики АЦП на основе контура ФАПЧ

3.5 Метод реконфигурации параметров АЦП

3.6 Структура многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ

3.7 Маршрут проектирования АЦП на основе контура ФАПЧ

3.8 Выводы и результаты

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОТОТИПА ДВУХКАНАЛЬНОГО АЦП НА ОСНОВЕ КОНТУРА ФАПЧ

4.1 Прототип двухканального АЦП на основе контура ФАПЧ

4.2 Исследование характеристик прототипа АЦП на основе контура ФАПЧ

4.3 Результаты измерения прототипа АЦП на основе контура ФАПЧ

4.4 Применение АЦП на основе контура ФАПЧ для обработки сигналов с ПФВ

4.5 Выводы и результаты

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ А АКТЫ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б ПАТЕНТЫ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ В ТОПОЛОГИЯ АЦП В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ БАЗИСЕ 250 НМ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Многоканальные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) преобразуют аналоговые сигналы с преобразователей физических величин (ПФВ) в цифровую форму. ПФВ - устройство, преобразующее физическую величину в выходной электрический сигнал. Многоканальные АЦП имеют широкую область применения: от промышленного оборудования и аппаратуры специального назначения до бытовых устройств. Исследование архитектур многоканальных АЦП и повышение точности преобразования являются актуальными техническими задачами.

Существующие подходы к реализации многоканальных АЦП имеют ряд недостатков, к которым относятся высокие аппаратные затраты, наличие коммутационных помех, возникающих в аналоговом коммутаторе, высокие требования к пассивным элементам схемы. При реализации многоканального АЦП для обработки сигналов ПФВ с различными параметрами частоты и амплитуды требуется использование разных архитектур АЦП. Высокая разрешающая способность реализуется на АЦП интегрирующего типа и сигма-дельта АЦП. Данные АЦП имеют низкую частоту преобразования по сравнению с быстродействующими параллельными АЦП с низкой разрешающей способностью. Поэтому существует потребность в многоканальном АЦП, который повысит точность преобразования аналоговых данных, позволит исключить коммутационные помехи и реализовать реконфигурацию параметров преобразования, включая изменение разрядности и частоты преобразования в режиме реального времени.

В результате анализа существующих решений выбрана предложенная М. В. Сизовым архитектура АЦП на основе контура фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Данный АЦП использовался в реализованных проектах НПП «ДОЗОР». АЦП на основе контура ФАПЧ является преобразователем напряжения в длительность импульсов и имеет ряд преимуществ за счет использования отрицательной обратной связи контура ФАПЧ [1, 2].

Данная диссертационная работа посвящена исследованию преобразователя напряжение в длительность импульсов на основе контура ФАПЧ с целью разработки многоканального АЦП с реконфигурацией параметров преобразования в интегральном исполнении.

Объектом исследования является архитектура АЦП на основе контура ФАПЧ. Предмет исследования - контур ФАПЧ и структура многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ с реконфигурацией параметров преобразования.

Проблемная ситуация в данной области исследований определяется тем, что существующие реализации многоканальных АЦП имеют коммутационные помехи, снижающие точность преобразования; пассивные элементы, погрешность которых снижает точность преобразования; высокие аппаратные затраты, повышающие стоимость устройства.

Цель диссертации заключается в исследовании и разработке схемотехнических решений контура ФАПЧ для реализации многоканального АЦП без коммутационных помех с реконфигурацией параметров преобразования.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

• исследовать структуры и схемотехнические решения существующих архитектур АЦП и многоканальных преобразователей;

• разработать математическую модель АЦП на основе контура ФАПЧ, позволяющую оценить компенсационные свойства контура ФАПЧ;

• разработать и исследовать схемотехнические решения контура ФАПЧ для реализации многоканального АЦП с реконфигурацией параметров преобразования;

• разработать прототип двухканального АЦП на основе контура ФАПЧ и исследовать характеристики преобразования сигналов с ПФВ на макетной плате. Научная новизна работы

1. Разработана математическая модель АЦП на основе контура ФАПЧ, позволяющая определить влияние параметров контура ФАПЧ на характеристики преобразования и исследовать диапазон компенсации обратной связи контура ФАПЧ.

2. Предложена схема частотно-фазового детектора (ЧФД), обеспечивающая детектирование фазы после достижения равенства частот входных сигналов и исключающая ложное детектирование фазы в режиме детектирования частоты.

3. Разработан метод реконфигурации параметров преобразования АЦП посредством мультиплексирования старших битов цифрового счетчика совместно с коммутацией конденсаторов фильтра нижних частот (ФНЧ) и генератора, управляемого

напряжением (ГУН), позволяющий проводить процесс реконфигурации параметров АЦП в режиме реального времени.

4. Предложена структура многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ, отличающаяся отсутствием коммутационных помех и имеющая совместимость с технологией КМОП (комплементарная структура металл - оксид - полупроводник).

Практическая значимость работы

1. Разработанная математическая модель АЦП на основе контура ФАПЧ позволяет выполнить расчет номиналов пассивных элементов схемы для интегральной реализации устройства.

2. Предложенная схема ЧФД исключает ложное детектирование фазы в режиме детектирования частоты и имеет меньшее количество элементов по сравнению с существующими аналогами.

3. На основе метода реконфигурации параметров преобразования АЦП, реализованного мультиплексированием старших битов цифрового счетчика совместно с коммутацией конденсаторов ФНЧ и ГУН, предложена функциональная схема с реконфигурацией параметров преобразования как одноканального, так и многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ в режиме реального времени. При тактовой частоте АЦП, равной 327,68 МГц диапазон частоты преобразования изменяется в пределах от 5 кГц до 1,28 МГц, а разрядность - от 16 до 8 бит соответственно.

4. Предложенная структура многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ с формированием тактовых сигналов старшими битами цифрового счетчика исключает влияние аналоговых коммутационных помех на процесс преобразования.

5. Разработанные схемотехнические и топологические решения двухканального 16-разрядного АЦП на основе контура ФАПЧ в технологическом базисе 250 нм использованы для производства микросхемы 5529ТР02-838.

6. Разработан прототип микросхемы двухканального АЦП на основе контура ФАПЧ серии 5503ХМ1У-670 в базовом матричном кристалле (БМК). В результате исследования прототипа подтверждены реализуемость в интегральном исполнении и свойства данной архитектуры АЦП.

7. Реализованы экспериментальный макет с магниторезистивными датчиками тока в качестве ПФВ и прототипом микросхемы двухканального АЦП на основе

контура ФАПЧ серии 5503ХМ1У-670, позволяющий преобразовывать значения тока от 0,5 до 2,0 А с точностью до 0,0001 А.

Основные научные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Математическая модель АЦП на основе контура ФАПЧ, позволяющая определить диапазон компенсации обратной связи контура ФАПЧ при отклонении пассивных элементов схемы.

2. Схема ЧФД, обеспечивающая детектирование фазы после достижения равенства частот входных сигналов детектора, исключающая ложное детектирование фазы в режиме детектирования частоты.

3. Метод реконфигурации параметров преобразования АЦП, реализованный мультиплексированием старших битов цифрового счетчика совместно с коммутацией конденсаторов ФНЧ и ГУН, отличающийся тем, что процесс реконфигурации проводится в режиме реального времени.

4. Структура многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ, отличающаяся отсутствием аналоговых коммутационных помех.

5. Прототип двухканального АЦП на основе контура ФАПЧ с реконфигурацией параметров преобразования в режиме реального времени, разработанный на основе предложенных технических решений.

Достоверность научных положений, результатов и выводов

Достоверность научных положений, обоснованность результатов работы и выводов подтверждаются научной аргументацией, проведенными теоретическими расчетами и практическими исследованиями, а также сопоставлением результатов исследовательской работы с опубликованными научными статьями, патентами Российской Федерации и зарубежных стран. Разработанные способы и методы апробированы и внедрены с использованием экспериментальных образцов, исследование которых проводилось на поверенном сертифицированном измерительном оборудовании.

Личный вклад автора

Результаты исследований, изложенные в диссертационной работе и приведенные в положениях, выносимых на защиту, получены автором лично. Автор принимал активное и непосредственное участие в проектировании многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ в технологическом базисе КМОП 250 нм и исследованиях

экспериментальных образцов в федеральном государственном бюджетном научном учреждение «Научно-производственный комплекс «Технологический центр» (далее -НПК «Технологический центр»), результаты, которых легли в основу диссертационной работы.

Внедрение результатов работы

• Результаты работы использованы в НПК «Технологический центр» при разработке двухканального 16-разрядного АЦП на основе контура ФАПЧ в технологическом базисе 250 нм, а также микросхемы двухканального контура ФАПЧ серии 5503ХМ1У-670 в металлокерамическом корпусе МК

• Схемотехнические решения АЦП на основе контура ФАПЧ использованы в НПП «ДОЗОР» при реализации блоков сбора и обработки бортовой информации.

• Результаты математического моделирования контура ФАПЧ для реализации АЦП использовались в НИР «Исследование и разработка математической модели преобразования аналогового сигнала в длительность импульсов на основе системы фазовой автоподстройки частоты» (грант РФФИ 19-37-90085, 2019 г.) Подтверждающие акты о внедрении результатов диссертационной работы

представлены в приложении А.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Архитектура многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ с реконфигурацией параметров преобразования»

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы представлены в докладах на следующих научно-технических конференциях:

1) III Международная конференция «Инновационные подходы и современная наука» (г. Киев, 31 марта 2017 г.);

2) 24-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2017» (г. Зеленоград, 19 апреля 2017 г.);

3) Международная научно-техническая конференция «Современная элементная база радиоэлектроники и ее применение» (г. Нижний Новгород, 14 ноября 2017 г.);

4) 2018 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering «ElConRus-2018» (г. Зеленоград, 29 января 2018 г.);

5) 2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering «ElConRus-2019» (г. Зеленоград, 28 января 2019 г.);

6) 26-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2019» (г. Зеленоград, 18 апреля 2019 г.);

7) Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы информатизации в цифровой экономике и научных исследованиях» (г. Зеленоград,

28 ноября 2019 г.);

8) 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering «ElConRus-2020» (г. Зеленоград, 27 января 2020 г.);

9) 27-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2020» (г. Зеленоград, 01 октября 2020 г.);

10) 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering «ElConRus-2021» (г. Зеленоград, 26 января 2021 г.);

11) 28-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2021» (г. Зеленоград,

29 апреля 2021 г.).

Публикации

По материалам диссертации опубликованы 4 статьи в журналах из перечня ВАК, 6 докладов в сборниках трудов конференций, включенных в базу данных Scopus, 3 патента на изобретения (Приложение Б). Структура и объем работы

Диссертация включает в себя введение, четыре главы, заключение, список использованных источников из 154 наименований, список сокращений и три приложения. Объем диссертации составляет 137 страниц, включая 91 рисунок и 13 таблиц.

ГЛАВА 1. МНОГОКАНАЛЬНЫЕ АЦП

Одноканальный АЦП является одним из основных блоков многоканального преобразователя. Перед исследованием способов реализации многоканальных преобразователей необходимо рассмотреть основные принципы аналого-цифрового преобразования и существующие архитектуры АЦП.

1.1 Процесс аналого-цифрового преобразования

АЦП - устройство, преобразующее аналоговое напряжение в цифровой код или последовательность импульсов, эквивалентных входному напряжению. Телеграфные комплексы стали одной из причин развития АЦП в электронной индустрии. Потребность в многоканальном преобразовании стала ключевой при увеличении количества передаваемой информации и пропускной способности телефонной линии. Развитие отечественных многоканальных АЦП связанно с применением технологий цифровых антенных решеток (ЦАР), которые являлись средством решения радиолокационных задач и реализации прикладных аспектов теории многоканального анализа радиосигналов в 20-е г. XX в. [3, 4].

Процедура преобразования основана на дискретизации функции непрерывного сигнала по времени и квантования по амплитуде входного сигнала. Процесс аналого-цифрового преобразования подразделяется на дискретизацию входного аналогового сигнала по времени (на данном этапе проводится выборка значений входного сигнала в заданные дискретные интервалы времени) и на квантование дискретизированных значений по амплитуде входного сигнала и округление значений аналогового сигнала в цифровой двоичный код в соответствии с разрешающей способностью АЦП.

Двоичный код поступает на цифровые блоки устройства, в состав которого входит АЦП. Аналого-цифровое преобразование тесно связано с таким понятием, как измерение. Измерение - процесс сравнения двух величин, одна из которых является эталоном. АЦП сравнивает значение входного уровня напряжения с уровнем опорного напряжения [5-7].

АЦП является сложно-функциональной системой, которая описывается совокупностью величин. При реализации АЦП в интегральном исполнении на основе нанометровых проектных норм в изготовленных микросхемах процесс преобразования аналоговой величины имеет погрешность. Погрешность АЦП зависит как от

технологического разброса параметров на этапе производства микросхемы, так и от неидеальности составных блоков и устойчивости устройства к воздействиям внешних факторов, таких как помехи, крайние значения температуры, тяжелые заряженные частицы (ТЗЧ), механические воздействия, воздействия влаги и пр.

При реализации быстродействующих АЦП высокой разрядности (от 14 бит) усложняется процесс проектирования и производства АЦП с удовлетворяющими динамическими характеристиками, а также происходит общее удорожания устройства. Разрядность и частота преобразования являются взаимосвязанными параметрами. Повышение количества эффективных бит (ENOB) снижает быстродействие АЦП, и разработчику необходимо делать выбор в пользу быстродействия или точности преобразования [8-13].

1.2 Обзор существующих архитектур АЦП

Классификация АЦП проводится на основе быстродействия и количества битов. Высокоточные сигма-дельта АЦП, АЦП интегрирующего типа с разрядностью более 16 бит используются в прецизионной измерительной технике. Быстродействующие параллельные АЦП и АЦП последовательного приближения с частотой преобразования от 1 МГц применяются в преобразователях аудио- и видеосигналов. Многоканальные АЦП могут использоваться в аппаратно-программных комплексах для анализа и измерения физических процессов (Рисунок 1.1).

АПЦ подразделяются на группы в зависимости от способа преобразования аналогового сигнала в цифровой вид (Рисунок 1.2). Процесс преобразования аналоговой величины в двоичный код выполняется последовательно, параллельно либо последовательно параллельно.

10 100 1к 10к ЮОк 1М ЮМ 100М 1Г Частота дискретизации, Гц

Рисунок 1.1 - Классификация АЦП в зависимости от количества битов и частоты

дискретизации

I контура ФАПЧ I

Рисунок 1.2 - Классификация АЦП

При выборе архитектуры АЦП необходимо учитывать элементную базу компонентов. Для повышения количества выхода годных микросхем при реализации прецизионных АЦП используются высокоточные аналоговые блоки (компараторы, операционные усилители, источники опорного напряжения) и элементы с минимальной погрешностью (конденсаторы, резисторы). Поэтому увеличивается сложность и стоимость производства прецизионных АЦП с высокой разрядностью. Исходя из этого, рассматривается нестандартная архитектура АЦП на основе контура ФАПЧ, которая

имеет преимущества по сравнению с известными реализациями АЦП за счет свойств контура ФАПЧ. Далее приводится описание существующих архитектур АЦП со сходными параметрами преобразования с архитектурой АЦП на основе контура ФАПЧ. К данным архитектурам относятся последовательные АЦП, а именно: АЦП последовательного приближения, интегрирующие АЦП, сигма-дельта АЦП, преобразователи напряжение - частота.

1.2.1 АЦП последовательного приближения

АЦП последовательного приближения (Рисунок 1.3) (АЦП с поразрядным уравновешиванием) - распространенная архитектура АЦП. В основе работы данного АЦП лежит принцип дихотомии, который заключается в сравнении входного напряжения с выходным напряжением цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), цифровые входы которого формируются регистром последовательного приближения. Точность приближения определяется разрешающей способностью АЦП.

Рисунок 1.3 - АЦП последовательного приближения

АЦП последовательного приближения имеет высокое быстродействие и относительно высокую разрешающую способность. Процесс преобразования занимает количество итераций, соответствующее количеству разрядов преобразователя.

Преимущества данного АЦП заключаются в высокой разрешающей способности от 8 до 16 разрядов и быстродействии.

Недостатки: увеличивается погрешность при отсутствии устройства выборки-хранения (УВХ), погрешность пассивных элементов влияет на точность преобразования (высокие требования к пассивным элементам схемы), низкая помехоустойчивость.

1.2.2 Интегрирующий АЦП

В отличие от АЦП последовательного приближения, архитектура интегрирующего АЦП позволяет фильтровать помехи, присутствующие во входном тракте. Измеряемый сигнал (напряжение) содержит, как полезную информацию, так и паразитную составляющую в виде помех. УВХ осуществляет выборку помехи и полезного сигнала. При дальнейшей обработке входного сигнала помеху можно подавить. Но данная операция требует дополнительного времени и аппаратно-вычислительных ресурсов.

В интегрирующем АЦП измеряемый сигнал интегрируется либо непрерывно, либо в определенные интервалы времени таким образом, чтобы частота преобразования сигнала была кратной или когерентной частоте появления помехи. Исходя из этого принципа, подавление помехи происходит на этапе преобразования аналоговой величины, однако при этом уменьшается быстродействие АЦП.

Преимущества данного АЦП однотактного интегрирования: простая структура, минимальное число компонентов.

Недостатки: низкая точность, высокая чувствительность к изменениям температуры и воздействиям внешних факторов.

АЦП двухтактного интегрирования имеет два основных такта преобразования. Входной аналоговый сигнал преобразуется за две стадии: интегрирование и счет. В начале процесса преобразования ключ 51 замкнут, а 52 разомкнут, в результате чего происходит интегрирование входного напряжения Ивх (Рисунок 1.4). Время, за которое происходит интегрирование входного сигнала постоянное и зависит от номиналов конденсатора и резистора интегратора:

г = ДС. (1.1)

Для подсчета времени первой стадии интегрирования используется счетчик, имеющий коэффициент пересчета Ксч:

t - К,

^ - / • (1.2)

о такт

К моменту окончания первой стадии интегрирования выходное напряжение интегратора Ии вычисляется по формуле:

1 ^ и К

иЛ) (1.3)

ДС /такг ДС

где ивх.ср - среднее значение напряжения за интервал времени г1. Интервал времени стадии счета определяется уравнением:

и а,)+-С |'2 иоп (гиг = 0,

ЯС

ч

где иоп - опорное напряжение; г2 - интервал времени стадия счета.

(1.4)

Рисунок 1.4 - Структура АЦП двухтактного интегрирования (ОУ - операционный усилитель)

Отличительная особенность многотактного интегрирования заключается в том, что ни тактовая частота, ни постоянная интегрирования ЯС не влияют на результат процесса преобразования аналоговой величины.

Выбор тактовой частоты определяется таким образом, чтобы произведение Ксч на /такт было равным или кратным периоду напряжения промышленной сети, в результате чего преобразователь подавляет помехи на когерентной частоте тактирования.

Преимущества данного АЦП: прямое преобразование отношения двух аналоговых величин (входного и опорного сигнала); устойчивость к периодическим помехам (помехам сетевого питания) за счет применения точного интегрирования входной аналоговой величины за фиксированный временной отрезок.

Недостатки: нелинейность переходной статической характеристики интегратора, влияющей на характеристику преобразования АЦП. Для уменьшения нелинейности характеристики преобразования, интегрирующий АЦП проектируют многотактным; две трети времени преобразования АЦП не принимает входной сигнал, так как первая треть цикла - интегрирование, оставшееся время - преобразование интегрированного сигнала. Данное свойство работы преобразователя ухудшает помехоподавление; АЦП

многотактного интегрирования имеет пассивные элементы, увеличивающие площадь преобразователя и влияющие на точность преобразования.

Интегрирующие АЦП применяются в измерительных приборах высокой точности.

1.2.3 Сигма-дельта АЦП

Недостатки АЦП многотактного интегрирования во многом устранены в архитектуре сигма-дельта АЦП (АЦП с уравновешиванием или балансом зарядов). Данный АЦП состоит из двух основных блоков: сумматор и интегратор (Рисунок 1.5). Сигма-дельта АЦП компенсирует погрешность, которая вносится шумами, за счет чего увеличивается точность преобразования.

Рисунок 1.5 - Структурная схема сигма-дельта АЦП

АЦП состоит из сигма-дельта-модулятора и цифрового фильтра. Сигма-дельта-модулятор вычитает из входного аналогового сигнала величину, полученную на выходе 1-битного ЦАП, которая формируется на предыдущем этапе работы АЦП. Разность напряжений поступает на интегратор и преобразуется в цифровой код параллельным АЦП невысокой разрядности. Полученная цифровая последовательность данных подается на ФНЧ. Порядок модулятора определяется количеством сумматоров и интеграторов. Сигма-дельта АЦП, так же как и АЦП многотактного интегрирования, обеспечивает подавление помех на кратных частотах тактирования преобразователя.

Преимущества АЦП: линейность выше, чем у АЦП многотактного интегрирования за счет узкого динамического диапазона интегратора; номинал конденсатора интегратора позволяет реализовать АЦП полностью в интегральном исполнении без внешних пассивных компонентов; отсутствие внешних компонентов, сокращается площадь при монтаже на печатню плату, а также снижается уровень собственных шумов; не требуется УВХ.

Недостатки: низкая скорость преобразования; две трети времени преобразования АЦП не принимает входной сигнал; низкая помехоустойчивость; высокие требования к элементам схемы интегратора.

Сигма-дельта АЦП применяется при оцифровке аналогового сигнала голосового диапазона в аудиоаппаратуре.

1.2.4 Преобразователь напряжение - частота

Преобразователь напряжение - частота (ПНЧ) относится к последовательным АЦП. ПНЧ является генератором частоты, которая зависит от уровня входного напряжение и изменяется по линейному закону. Данный преобразователь не пропускает кодов, интегрирует шум сигнала входного тракта, имеет монотонную передаточную характеристику и малое энергопотребление. ПНЧ используется в измерительной техники, автоматики и телемеханики. Частотный сигнал является одним из видов передачи информации, к которым также относятся уровень напряжения или тока. Частотные сигналы представляют собой унифицированный параметр для систем автоматического контроля и управления. ПНЧ могут являться АЦП. На их основе могут проектироваться АЦП интегрирующего типа, высокой точности преобразования при относительно низкой стоимости.

Принцип работы заключается в интегрировании входного сигнала до заданного уровня опорного напряжения с последующим разрядом емкости конденсатора через коммутационный ключ. Основные типы ПНЧ предоставлены на рисунке 1.6 [14-23].

Входной сигнал ивх уменьшает выходное напряжение интегратора ии. В начале работы ПНЧ ключ 5 разомкнут (Рисунок 1.7). При достижении напряжения ии нуля происходит переключение компаратора, который приводит в действие одновибратор. Данный компонент формирует импульсы длительности Ги, цифровая последовательность которых является выходным сигналом ПНЧ. Одновибратор переключает ключ 5, который управляет током /оп, поступающим на один из входов интегратора:

(1.5)

где ивх - среднее значение входного напряжения за период времени Т.

Рисунок 1.6 - Классификация ПНЧ

Рисунок 1.7 - Структурная схема ПНЧ с заданной длительностью выходного импульса

При замыкании ключа 5 происходит увеличение выходного напряжения интегратора и процесс повторяется. Точность преобразования определяется установкой опорного тока /оп, выдержкой импульсов одновибратора и точностью резистора. Емкость конденсатора не влияет на точность преобразования ПНЧ, исходя из формулы:

= -1=и -

т я/ т

ОП И

(1.6)

ПНЧ преобразует входное аналоговое напряжение в унитарный код (двоичный код фиксированной длины, содержащий одну логическую единицу). Для реализации выходного кода в двоичном виде используют цифровой счетчик. Счетчик определяет количество импульсов, генерируемых одновибратором за один период преобразования ПНЧ. Число импульсов определяется выражением:

ти„

п = -

ти Я/ои

(1.7)

Преимущества АЦП: простота реализации; низкая стоимость.

Недостатки: низкая скорость и точность преобразования.

Структура преобразователя напряжение - частота рассмотрена с целью иллюстрации преобразователей, которые формируют не цифровой двоичный код, а синфазный модулированный сигнал. В ПНЧ происходит модуляция частоты выходного сигнала в зависимости от уровня входного напряжения. АЦП на основе контура ФАПЧ также имеет промежуточное преобразование напряжения в длительность импульса. Широтно-импульсная модуляция выходного сигнала, эквивалентна уровню входного измеряемого напряжения. Принцип работы АЦП на основе контура ФАПЧ рассмотрен в параграфе 1.7.

1.3 Калибровка АЦП

Исходя из анализа рассмотренных структур АЦП определено, что интегральная реализация АЦП более 16 бит является сложной технической задачей, которая имеет высокие требования к активным и пассивным компонентам схемы. На этапе разработки необходимо учитывать отклонения параметров АЦП после изготовления. Поэтому механизмы калибровки для производства высокоточных АЦП являются неотъемлемой частью схемотехнических и топологических решений в маршруте проектирования АЦП (Рисунок 1.8) [24-33].

Калибровка АЦП может проводиться на технологическом уровне во время разбраковки пластины и во время разбраковки микросхемы в корпусном исполнении АЦП. В первом случае применяется технология лазерной резки пленочных резисторов или конденсаторов. Во втором случае калибровка АЦП закладывается на схемотехническом уровне за счет использования подстроечных матриц пассивных элементов, отклонение номиналов которых влияет на точность преобразования АЦП.

Процесс нанесения и лазерная обрезка тонкопленочных резисторов увеличивают стоимость производства изделия. Технологическая калибровка с использованием пленочных элементов неустойчива к механическим нагрузкам, так как при этом значения номиналов тонкопленочных пассивных элементов могут измениться. По этим причинам использование подстроечных матриц пассивных элементов, реализованных на схемотехническом уровне, является более распространенным решением при калибровке АЦП, реализованных в базисе КМОП.

Расчет параметров АЦП по техническому заданию

I

Определение площади кристалла и количества выводов микросхемы АЦП

I

Проектирование схемотехнических решений АЦП

I

Разработка топологии АЦП

I

Моделирование АЦП с учетом топологии

Рисунок 1.8 - Маршрут проектирования АЦП

Преимущество использования подстроенных матриц на переключаемых конденсаторах заключается в том, что точность и линейность определяются высокоточной фотолитографией, которая устанавливает площадь пластины конденсатора, а следовательно, емкость и степень согласования. Малые конденсаторы могут быть размещены параллельно с основными конденсаторами. Это необходимо для включения и выключения подстраиваемых элементов под контролем процедур автокалибровки для достижения высокой точности и линейности без необходимости лазерной резки тонкопленочных элементов [34-36].

Калибровки высокоточных АЦП значительно повышает цену производства изделий, а также трудозатраты на этапе проектирования и тестирования изделий, которое требует разработки измерительной оснастки, а также использования высокоточных измерителей и малошумящих генераторов сигналов [37-41].

Анализ структур АЦП и маршрут их производства показал основные проблемы и

недостатки при реализации одноканальных и многоканальных АЦП высокого

20

разрешения (более 16 бит). Кроме того, при многоканальном преобразовании предъявляются высокие требования к аналоговой коммутации.

В отличие от общепринятых архитектур рассмотренных преобразователей, АЦП на основе контура ФАПЧ имеет простую организацию многоканальности с перестраиваемой разрядностью до 24 бит без коммутационных помех и необходимости использования прецизионных компонентов, а также автокалибровки. Далее подробно рассматриваются способы реализации многоканальных АЦП.

1.4 Многоканальные АЦП

Многоканальные АЦП применяются в промышленном оборудовании, диагностической аппаратуре, системах связи, телеметрии и в других электронных системах. Изменения температуры, влажности, давления, количества вещества, концентрации газа, угла поворота и прочих физических процессов регистрируются с помощью ПФВ, сигналы которых поступают на АЦП для дальнейшей обработки информации цифровыми устройствами (процессорами, микроконтроллерами).

Одними из основных параметров многоканальных АЦП являются точность, быстродействие, устойчивость к изменениям температуры, величина коммутационных помех. Многоканальные АЦП состоят из: блока сбора аналоговых данных, коммутационного блока, УВХ и одного или нескольких АЦП. Архитектура многоканальных АЦП определяет состав компонентов и их взаимодействие. Выбор архитектуры зависит от области применения и требований, предъявляемых к параметрам и характеристикам преобразования.

При многоканальном преобразовании сигналов АЦП определяет точность и частоту преобразования. К пассивным элементам и аналоговым блокам, входящим в состав АЦП, предъявляются высокие требования. В связи с этим выбор архитектуры и разработка АЦП является основополагающей задачей при реализации многоканального преобразователя [42-49].

1.4.1 Архитектуры многоканальных АЦП

Архитектура многоканальных АЦП зависит от способа приема и обработки аналоговых данных с ПФВ. Многоканальные АЦП подразделяются на АЦП с параллельным и последовательным преобразованием аналоговых данных.

В параллельных многоканальных АЦП (Рисунок 1.9) используются независимые АЦП, количество которых определяется количеством каналов (ADAU1978, AD7768 параллельные многоканальные АЦП от Analog Devices). Данная реализация имеет высокие аппаратные затраты, требует большей площади на кристалле при интегральном исполнении.

Рисунок 1.9 - Упрощенная схема параллельного многоканального АЦП

Последовательные многоканальные АЦП основаны на использовании одного АЦП и коммутационного блока, который осуществляет последовательное управляемое соединение выходов ПФВ с входом АЦП (AD7177-2, AD7294-2 последовательные многоканальные АЦП от Analog Devices). К недостаткам последовательных многоканальных АЦП относятся наличие коммутационных помех, возникающих в аналоговом коммутационном блоке. УВХ может находиться как перед, так и после мультиплексора (Рисунок 1.10).

Рисунок 1.10 - Упрощенная схема последовательного многоканального АЦП

В обоих случаях при проектировании многоканальных АЦП требуются УВХ и предъявляются высокие требования к характеристикам и компонентам АЦП [50-54].

1.4.2 Прием сигналов с ПФВ

Преобразование сигнала с ПФВ включает в себя фиксацию и измерение физических величин во временных промежутках для дальнейшего анализа и обработки полученных данных. Структура последовательного многоканального АЦП с ПФВ включает в себя ФНЧ, усилитель с программируемым коэффициентом усиления (УПК), УВХ, мультиплексор, схему управления и интерфейс для управления преобразователем и передачи двоичного кода микроконтроллеру или другим цифровым блокам (Рисунок 1.11). Необходимость использования фильтрующих схем и схем усиления определяется характеристиками выходных сигналов ПФВ. В некоторых реализациях ПФВ имеется тактовый сигнал, который может создавать помехи на выходном сигнале [55-58]. В этом случае необходимо применять схемы фильтрации, которые повышают точность преобразования.

Рисунок 1.11 - Блок-схема последовательного многоканального АЦП с несколькими

ПФВ

Блоки, входящие в состав многоканального АЦП, оказывают влияние на характеристики преобразования: линейность, точность, полосу пропускания и т. д. Поэтому точность многоканального АЦП зависит не только используемого АЦП, но и от способа приема сигналов с ПФВ [59-68].

1.4.3 Аналоговая коммутация

Для коммутации группы выходных сигналов ПФВ с входом АЦП используется аналоговый мультиплексор. Процесс управляемого соединения выхода ПФВ с входом

23

АЦП называется мультиплексированием. Для сбора аналоговых данных используются аналоговые мультиплексоры, число каналов находится в диапазоне от 2 до 32. Основными компонентами аналогового мультиплексора (Рисунок 1.12) являются коммутационные аналоговые ключи, комбинационная схема для определения активного канала (дешифрация адресов каналов), выходной усилитель (буфер), реализованный по схеме повторителя на операционном усилителе.

Рисунок 1.12 - Упрощенная схема аналогового мультиплексора с повторителем

на операционном усилителе

При проектировании последовательных многоканальных АЦП необходимо учитывать сопротивление каналов во включенном состоянии, изоляцию неактивных каналов (перекрестные помехи), время переключение. В процессе мультиплексирования неактивные каналы заземляются, так как сохранение неопределенного состояния на выходах ключей может изменить уровень напряжения на выходе активного ключа и увеличить погрешность преобразования входного аналогового сигнала [69-71].

Одним из основных элементов аналогового мультиплексора является аналоговый ключ, который определяет характеристики передачи данных при мультиплексировании. Основные характеристики аналогового ключа: сопротивление канала в активном состоянии; время коммутации; модуляция сопротивления активного канала.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Магеррамов Рафаэл Вагифович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сизов, М. Преобразователь напряжения в длительность импульса, стабилизированный ФАПЧ / М. Сизов // Журнал современная электроника №6. - 2012. - С. 26-31.

2. Сизов, М.В. АЦП с контуром фазовой автоподстройки частоты / М.В. Сизов // Современная электроника. - 2016. - №6. - С. 2-5.

3. Кестер, У. Аналого-цифровое преобразование. - М.: Техносфера, 2007. - 1016 с.

4. Слюсар В. Развитие схемотехники ЦАР: некоторые итоги / В. Слюсар // Страницы истории. - 2017. - №7. - С. 72-77.

5. Kester, W. Data Conversion Handbook. - Elsevier Science, 2005. - 953 p.

6. Pelgrom, M. Analog-to-Digital Conversion. - Springer. 2012. - 584 p.

7. Hurst, G. Analysis and Design of Analog Integrated Circuit / G. Hurst, L. Meyer // John Wiley & Sons, INC. 2001. - 875 p.

8. Money, S. Microprocessor Data Book. - Elsevier Science, 2014. - 322 p.

9. Pelgrom, M. Analog-to-Digital Conversion. - Springer International Publishing, 2016. - 548 p.

10. Ohnhauser, F. Analog-Digital Converters for Industrial Applications Including an Introduction to Digital-Analog Converters. - Springer, Imprint: Springer Vieweg, 2015. - 333 p.

11. Torshin, R. Measurement of Parameters of Analog-toDigital Converters Based on the NI Hardware Software Complex in the Course of a Radiation Experiment / R. S. Torshin, G. S. Sorokoumov, D. V. Bobrovsky, D. O. Titovets, M. O. Kalashnikova // International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). - 2021. - P. 1-4.

12. Balakrishnan, J. Parameter Mismatch Estimation in a Parallel Interleaved ADC / J. Balakrishnan, S. Ramakrishnanm, V. Gopinathan // IEEE International Symposium on Circuits and Systems. - 2009. - P. 1113-1116.

13. Rapuano, S. ADC Parameters and Characteristics / S. Rapuano, P. Daponte, E. Balestrieri, L. Vito, S. Tilden, S. Max, J. Blair // IEEE Instrumentation & Measurement Magazine. - 2005. - P. 44-54.

14. Louwsma, S. Time-interleaved Analog-to-Digital Converters. - Springer Netherlands, 2010. - 136 p.

15. Allen, P. CMOS Analog Circuit Design / P. Allen, D. Holberg // Oxford University Press. - 2016. - 590 p.

16. Murmann, B. A/D converter trends: Power dissipation, scaling and digitally assisted architectures /B. Murmann // Proc. of IEEE Custom Integrated Circ. Conf. (CICC). - 2008. -P. 105-112.

17. Jonsson, B. On CMOS scaling and A/D-converter performance / B. Jonsson // Proc. of NORCHIP. - 2010. - P. 1-4.

18. Kennedy, J. Methods of Analog-to-digital Conversion in Power Constrained Signal Processing Systems. - University of Minnesota, 1992. - 246 p.

19. Dembler, M. High-Speed Analog-to-Digital Conversion. - Elsevier Science, 2012. - 182 p.

20. Maloberti F., Zhang M. Low Power Circuit Design Using Advanced CMOS Technology. - River Publishers, 2018. - 550 p.

21. Iniewski K. Circuits at the Nanoscale Communications, Imaging, and Sensing. - Taylor & Francis, 2018. - 602 p.

22. Baschirotto A., Makinwa K, Hybrid ADCs, Smart Sensors for the IoT, and Sub-1V & Advanced Node Analog Circuit Design. - Springer International Publishing, 2017. - 359 p.

23. Peluso, V. Design of Low-Voltage Low-Power CMOS Delta-Sigma A/D Converters / V. Peluso, M. Steyaert, W. Sansen // Springer US, 1999. - 174 p.

24. Razavi, B. RF Microelectronics. - Prentice Hall, 2012 - 916 p.

25. Doering R., Nishi Y. Handbook of Semiconductor Manufacturing Technology. - CRC Press, 2017. - 1720 p.

26. Brenna, S. An Efficient Tool for the Assisted Design of SAR ADCs Capacitive DACs Integration / S. Brenna, A. Bonetti, A. Bonfanti, A. L. Lacaita // VLSI Journal. - 2015. - P. 1-15.

27. Pishdad, B. Nyquist-rate Analog-to-digital Conversion with Calibration. - McGill University Libraries. - 2002. - 220 p.

28. Chen, S. All-digital calibration of timing mismatch error in time-interleaved analog-to-digital converters / S. Chen, L. Wang, H. Zhang, R. Murugesu, D. Dunwell, C. Carusone // IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems. - 2017. - P. 2552-2560.

29. Monsurro, P. New models for the calibration of four-channel time-interleaved ADCs using filter banks / P. Monsurro, F. Rosato, A. Trifiletti // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. - 2018. - P.141-145.

30. Reyes, B. Joint Sampling-Time Error and Channel Skew Calibration of Time-Interleaved ADC in Multichannel Fiber Optic Receivers / B. Reyes [et al.] // IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS). - 2012. - P. 2981-2984.

31. Vogel, C. The Impact of Combined Channel Mismatch Effects in Time-Interleaved ADCs / C. Vogel // IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement. - 2016. - P. 1-13.

32. Leuciuc, A. Sampling Time Calibration Method for MultiChannel Interleaved ADCs / A. Leuciuc // IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS). - 2017. - P. 1-4.

33. Junjie, W. Background Calibration of Capacitor Mismatch and Gain Error in Pipelined-SAR ADC Using Partially Split Structure // IEEE 5th Advanced Information Technology, Electronic and Automation Control Conference (IAEAC). - 2021. - P. 1882-1885.

34. Kester, W. Which ADC Architecture Is Right for Your Application? / W. Kester // Analog Dialogue. - 2005. - P. 1-8.

35. Boulais, E. Laser-Induced Resistance Fine Tuning of Integrated Polysilicon Thin-Film Resistors / E. Boulais, J. Fantoni, A. Chateauneuf // IEEE Transactions on electron devices. -2011. - P. 572-575.

36. Manolescu, A. Laser trimming modeling of thin film integrated resistors / Anton Manolescu, Anca Manuela Manolescu // International Semiconductor Conference. - 2007 - P. 473-476.

37. Liberali, V. ADC Characterisation Using The Code Density Test Method With Deterministic Sampling / V. Liberali, F. Maloberti, M. Stramesi // European Union under the ESPRIT Basic Research Project 8820 - AMATIST. - 2000. - P. 1-6.

38. Yuan, J. Analog to Digital Converter Performance Testing Based on MATLAB / J. Yuan, X. Tang, N. Miao // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2019. - P. 1-5.

39. Tsimbinos, J. Behaviour of ADC nonlinearities in multichannel antenna array digitiser systems // 5th IEE International Conference on ADDA. - 2005. - P. 45-50.

40. Qi, R. Method of Time Sampling Error of Time-Interleaved ADC Based on Statistical Rule / R. Qi, Z. Chen // IEEE 4th International Conference on Computer and Communications. -2018. - P. 1314-1318.

41. Mahoney, M. DSP-Based Testing of Analog and Mixed-Signal Circuits. - Wiley, 1987. - 257 p.

42. Kanta, R. Embedded Systems. - PHI Learning Pvt. Ltd., 2011. - 540 p.

43. Mantooth, A. Extreme Environment Electronics / H. Mantooth, J. Cressler // CRC Press. -2017. - 1041 p.

44. Singh, J. High Speed Multi-Channel Data Acquisition Chip / J. Singh // International Conference on Electronics, Circuits and Systems. Surfing the Waves of Science and Technology. - 1998. - P. 401-404.

45. Wenyi, L. Design of High Speed Synchronous Multi-channel Data Acquisition and Processing System Based on TMS320C6747 / L. Wenyi, Y. Hongcheng // The 2nd International Conference on Computer and Automation Engineering (ICCAE). - 2010. - P. 758-760.

46. Aizza, A. An Asic For Multichannel Data Acquisition Systems / A. Aizza, G. Bernacchia, S. Carrato, S. Marsi // Proceedings of the 16th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference. - 1999. - P. 76-80.

47. Neena Mithra, S. Performance Analysis of Signal Conditioning Modules for Multichannel Data Acquisition System using Simulink Models / S. Neena Mithra, K. Sreedevi // International Conference for Convergence in Technology (I2CT). - 2021. - P.1-5.

48. Штаргот Д. Рекомендации по применению высокпроизводительных многоканальных АЦП с одновременной выборкой в системах сбора данных // Журнал компоненты и технологии №6. - 2009. - C. 44-49.

49. Gao, B. Sensor Signal and Information Processing II - MDPI AG, 2020. - 418 p.

50. George, M. A Compact Multichannel Data Acquisition and Processing System for IoT Applications / M. George, A. B, A. Hussain, S. Sreelal // International Conference on Advances in Computing, Communications and Informatics (ICACCI). - 2015. - P. 1263-1267.

51. Yanjun, Z. Design of Acquisition and Controlling System for Multi-channel Digital-analog Signal Based on FPGA / Z. Yanjun, H. Yingping, L. Wei, J. Wei // IEEE 3rd International Conference on Communication Software and Networks. - 2011. - P. 292-295.

52. Yurish, S. Intelligent Multichannel Data Acquisition Systems Based on Integrated Universal Sensors and Transducers Interfacing Circuits / S. Yurish // IEEE International Workshop on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications. - 2009. - P. 38-43.

53. Young, S. Computerized Data Acquisition and Analysis for the Life Sciences - Cambridge University Press, 2010. - 248 p.

54. Sen, I. A Multi-Channel Analog Processing Circuit For Respiratory Sound Acquisition Applications / I. Sen, Y. Kahya // Proceedings of the 25th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. - 2003. - P. 3192-3195.

55. Mescheder, U. Mems-based air quality sensor / U. Mescheder1, M. Bauersfeld, A. Kovacs, J. Kritwattanakhron, B. Müller, A. Peter // International Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems Conference. - 2007. - P. 1417-1420

56. Ahmad, R. Physical Sensors for Biomedical Applications / R. Ahmad; K. Salama // IEEE Sensors. - 2018. - P. 1-3.

57. Oprea, A. Capacitive Humidity Sensors on Flexible RFID Labels / A. Oprea; N. Barsan; U. Weimar [et al.] // International Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems Conference. -2007. - P. 2039-2042.

58. Rock, F. Increase of the Selectivity of Sensor Arrays Through Consumption Effects of Metal Oxide Sensors /F. Rock, N. Barsan, U. Weimar // International Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems Conference. - 2007. - P. 2019-2022.

59. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники // Изд. 2-е. Издательство БИНОМ -2014. - 704 с.

60. Кестер У. Проектирование систем цифровой и смешанной обработки сигналов. - М.: Техносфера, 2010. - 328 с.

61. Sansen, W. Analog Design Essentials. - Springer US, 2006. - 777 p.

62. Baker, R. CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation. - Wiley, 2011. - 1208 p.

63. Микушин, А. Цифровые устройства и микропроцессоры. - БХВ-Петербург, 2010. - 832 с.

64. Kester, W. Mixed-signal and DSP Design Techniques. - Elsevier Science, 2003. - 368 p.

65. Patel, Z. Advances in VLSI and Embedded Systems. - Springer Singapore, 2020. - 299 p.

66. Ball, S. Analog interfacing to embedded microprocessor systems. - Elsevier Science, 2004. - 322 p.

67. Kochan, R. Development of the Integrating Analog to Digital Converter for Distributive Data Acquisition Systems with Improved Noise Immunity / R. Kochanl, O. Berezky, A. Karachka, I. Maruschak, O. Bojko // International Workshop on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications. - 2001. - P. 193-196.

68. Bykov, A. Minimization of Parameters Number Describing Accuracy of Data Acquisition System / A. Bykov, V. Didenko, A. Movchan, J. Solodov // International Workshop on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications. - 2001. - P. 148-151.

69. Rydygier, P. Low Power, High Dynamic Range, Sample & Hold Circuit and Analogue Multiplexer for Multi-channel Recording of Neuronal Signals / P. Rydygier, W. Dabrowski, T. Fiutowski, P. Wiacek // International Conference "Mixed Design of Integrated Circuits and Systems". - 2010. - P.283-288.

70. Hazarika, U. A Reconfigurable Time Multiplexed Multichannel ADCModel for Efficient Data Acquisition / U. Hazarika, M. Kandarpa, K. Sarma // International Conference on Computational Performance Evaluation (ComPE). - 2020. - P.809-812.

71. Rezaei, M. A Novel Multichannel Analog-to-Time Converter Based on a Multiplexed Sigma Delta Converter / M. Rezaei, E. Maghsoudloo, M. Sawan, B. Gosselin // International New Circuits and Systems Conference (NEWCAS). - 2015. - P. 1-4.

72. Nambiar, N. A Current Mode Multi-Channel Wilkinson ADC/ N. Nambiar // International conference on signals and electronic systems (ICSES). - 2008. - P. 14-17.

73. Teyou, G. Statistical Analysis of Noise in Broadband and High Resolution ADCs / G. Teyou, H. Petit, P. Loumeau, H. Fakhoury, Y. Guillou, S. Paquelet // International Conference on Electronics, Circuits and Systems (ICECS). - 2014. - P. 490-493.

74. Kurosawa, N. "Explicit Analysis of Channel Mismatch Effects in Time-Interleaved ADC Syst. / N. Kurosawa, H. Kobayashi, K. Maruyama, H. Sugawara, K. Kobayashi // IEEE Trans, on Circuits and Syst. - 2001. - P. 261-271.

75. Li, H. On Gaussian Multiple Access Channel with Signal Dependent Noise / H. Li, Y. Liu // Global Communications Conference (GLOBECOM). - 2012. - P. 1-6.

76. Liu, G. The Research and Implementation of Data Acquisition Technology Based on ADS6445 / G. Liu; Z. Liu; H. Wang // International Conference on Civil Aviation Safety and Information Technology. - 2020. - P. 1150-1152.

77. Abdallah, M. Simultaneous Multi-channel Data Acquisition and Storing System / M. Abdallah, O. Elkeelany // International Conference on Computing, Engineering and Information. - 2009. - P. 233-236.

78. Dobroskok, N. Simplified Analysis of Multichannel Semiconductor High Power Converter / N. Dobroskok, V. Lavrinovskiy, N. Serebrova // International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon). - 2020. - P. 389-393.

79. Song, J. Analysis and Correction of Combined Channel Mismatch Effects in Frequency-Interleaved ADCs / J. Song, S. Tian, Y. Hu // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. - 2019. - P. 655-667.

80. Huynh, V. BER Evaluation of OFDM Systems With Joint Effect of TI-ADC Circuit's Gain Mismatch and Channel Estimation Error / V. Huynh, N. Noels, H. Steendam // IEEE Transactions on Communications. - 2019. - P. 3612-3623.

81. Petraglia, A. Analysis of mismatch effects among A/D converters in a time-interleaved waveform digitizer / A. Petraglia, S. Mitra // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. - 1991. - P. 831-835.

82. Schmidt, C. Efficient estimation and correction of mismatch errors in time-interleaved ADCs / C. Schmidt, J. Cousseau, J. Figueroa, B. Reyes, M. Hueda // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. - 2016. - P. 243-254.

83. Ponnuru, S. Joint mismatch and channel compensation for high-speed OFDM receivers with time-interleaved ADCs / S. Ponnuru, M. Seo, U. Madhow, M. Rodwell // IEEE Transactions on Communications. - 2010. - P.2391-2401.

84. Huynh, V. Effect of offset mismatch in time-interleaved ADC circuits on OFDM-BER performance / V. Huynh, N. Noels, H. Steendam // IEEE Transactions on Circuits and Systems. - 2017. - P. 2195-2209.

85. Tang, X. Effect of channel estimation error on M-QAM BER performance in Rayleigh fading / X. Tang, M. Alouini, A. Goldsmith // IEEE Transactions on Communications. - 1999. - P.1856-1864.

86. Kihara, T. Digital Mismatch Correction for Bandpass Sampling Four-Channel Time-Interleaved ADCs in Direct-RF Sampling Receivers / T. Kihara, T. Takahashi, T. Yoshimura // IEEE Transactions on Circuits and Systems. - 2019. - P. 2007-2016.

87. Razavi, B. A 200MHz 15mW BiCMOS sample-and-hold amplifier with 3 V supply / B. Razavi // IEEE J. Solid-State Circuits. - 1995. - P. 1326-1332.

88. Baschirotto, A. A Low-Voltage Sample-and-Hold Circuit in Standard CMOS Technology Operating at 40 Ms/s / A. Baschirotto // IEEE Transactions On Circuits And Systems—II: Analog And Digital Signal Processing. - 2001. - P. 394-399.

89. Mahmoud, S. Sample and Hold Circuits for Low-Frequency Signals in Analog-to-Digital Converter / S. Mahmoud, T. Nazzal // International Conference on Information and Communication Technology Research. - 2015. - P. 36-39.

90. Nazzal, T. Low-Power Bootstrapped Sample and Hold Circuit for Analog-to-Digital Converters / T. Nazzal, S. Mahmoud // International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS). - 2016. - P. 1-4.

91. Prakruthi, T. Design and Implementation of Sample and Hold Circuit in 180nm CMOS Technology / T. Prakruthi, S. Yellampalli // International Conference on Advances in Computing, Communications and Informatics (ICACCI). - 2015. - P. 1148-1151.

92. Biao, L. A High DC Gain Op-Amp for Sample and Hold Circuits / L. Biao // International conference on computer science and electronic engineering (ICCSEE). - 2013. -P. 1781-1784.

93. Shi, K. Digital Compensation Of Sampling Instant Errors In The Track-And-Hold Portion Of An Adc / K. Shi, A. Redfern // IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP). - 2012. - P.5297-5300.

94. Azarmehr, M. High-Speed CMOS Track-and-Hold with an Offset Cancellation Replica Circuit / M. Azarmehr, R. Rashidzadeh, M. Ahmadi // Proceedings of 2010 IEEE International Symposium on Circuits and Systems. - 2010. - P. 4297-4300.

95. Mandal, S. Modified CMOS Peak Detector and Sample Hold Circuit for Biomedical Applications / S. Mandal, S. Dasgupta // IEEE Conference on Emerging Devices and Smart Systems. - 2018. - P. 113-116.

96. Pourashraf1, S. Offset Compensation in a Track and Hold Circuit / S. Pourashraf1 [et al.] // IEEE 60th International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS). - 2017. -P.1489-1492.

97. Jonsson, B. A/D-converter performance evolution. - ADMS DESIGN AB. - 2013. - 45 p.

98. Xiang, Y. Design of Sample-and-Hold Circuit for a Reconfigurable ADC / Y. Xiang, F. Xiangning, Z. Hao // International Conference on Computer Science and Service System. -2012. - P. 1276-1280.

99. Tadeparthy, P. Techniques To Improve Linearity Of Cmos Sample-And-Hold Circuits For Achieving Loodb Performance At 80Msps / P. Tadeparthy, M. Das // IEEE International Symposium on Circuits and Systems. Proceedings. - 2002. - P.581-584.

100. Almeroth, B. Jitter Requirements For Bandpass Sampling Receivers Utilizing Sample-And-Hold Circuits / B. Almeroth, G. Fettweis // IEEE International Conference on Acoustic, Speech and Signal Processing (ICASSP). - 2014. - P. 1832-1835.

101. Setiabudi, A. Hold Error Minimization Method on S/H Circuit Using Feedforward Neural Network as a Function Approximation / A. Setiabudi, K. Tanno, K. Tamura, Z. Abidin // Electrical Power, Electronics, Communications, Controls and Informatics Seminar (EECCIS). - 2018. - P. 131-135.

102. Крутчинский, С.Г. Двухканальный прецизионный преобразователь напряжение-длительность импульса / С.Г. Крутчинский, Е.А. Жебрун, М.В. Шакурский, Н.Н. Прокопенко // Инженерный вестник Дона. - 2012. - №3. - С. 423-429.

103. Сизов, М.В. АЦП с контуром фазовой автоподстройки частоты / М.В. Сизов, Н.И. Малашевич, Р.А. Федоров // Нано индустрия. - 2016. - №8. - С. 40-47.

104. Сизов, М. Микросхемы АЦП с ФАПЧ на БМК / М. Сизов, В. Клепников, Н. Захаров, Д. Подхватин // Электронные компоненты. - 2018. - №9. - С. 52-55.

105. Ndjountche T. Data Converters, Phase-Locked Loops, and Their Applications. - CRC Press, 2018. - 505 p.

106. Han, J. Design, measurement and evaluation for PLL application of a wideband MEMS phase detector / J. Han, X. Liao // IEEE Sensors. - 2016. - P. 1-3.

107. Golnaraghi F., Kuo B. Automatic control systems. Wiley, 2010. - 786 p.

108. Stensby J. Phase-Locked Loops: Theory and Applications. CRC Press, 1997. - 400 p.

109. Best R. E. Phase-Locked Loops: Design, Simulation, and Applications. Mcgraw-hill, 2003. - 421 p.

110. Bravo, M. Nonlinear Analysis for the Three-Phase PLL: A New Look for a Classical Problem / M. Bravo, A. Garces, O. Montoya, C. Baier // IEEE 19th Workshop on Control and Modeling for Power Electronics (COMPEL). - 2018. - P. 1-6.

111. Zhou, J. Impact of short-circuit ratio and phase-locked-loop parameters on the small-signal behavior of a vsc-hvdc converter / J. Zhou, H. Ding, S. Fan, Y. Zhang, A. Gole // IEEE Transactions on Power Delivery. - 2014. - P. 2287-2296.

112. Khalil, K. Nonlinear Systems. - Prentice Hall, 2002 - 750 p.

113. Brennan, P. Phase-Locked Loops Principles and Practice. - Macmillan Education UK, 1996 - 204 p.

114. Encinas, J. Phase Locked Loops. - Springer US, 2012 - 193 p.

115. Stensby, J. Phase-Locked Loops Theory and Applications. - CRC-Press, 1997 - 382 p.

116. Razavi, B. Design of CMOS Phase-Locked Loops From Circuit Level to Architecture Level. - Cambridge University Press, 2020 - 506 p.

117. Margaris, N. Theory of the Non-linear Analog Phase Locked Loop. - Springer, 2004 -285 p.

118. Talbot, D. Frequency Acquisition Techniques for Phase Locked Loops. - Wiley, 2012 -224 p.

119. Cheng, Y. A Phase-Locked-Loop Optimal Parameter Design by Improved Discrete Particle Swarm Optimization / Y. Cheng, C. Wu, C. Chuang, Y. Wang // International Conference on Applied System Innovation (ICASI). - 2017. - P. 227-230.

120. Mohr, W. Approximative Threshold-Calculation of a PLL-FM-Demodulator with Bandpass-Limiter / W. Mohr // IEEE International Symposium on Circuits and Systems. -1990. - P. 1406-1409.

121. Brezovic, Z. Optimization PLL synthesizer with active RC notch filters / Z. Brezovic, V. Kudjak // International Conference Radioelektronika. - 2009. - P. 1-4.

122. Schat, J. Concurrent Estimation of a PLL Transfer Function by Cross-Correlation with pseudo-random Jitter / J. Schat, U. Möhlmann // European Test Symposium (ETS). - 2019. -P. 1-2.

123. Bondariev, A. Measurement of The Phase-Transfer Function of The Software Phase-Locked Loop / A. Bondariev, S. Altunin // International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics. - 2017. - P. 1-4.

124. Kim, J. On-Chip Measurement of Jitter Transfer and Supply Sensitivity of PLL/DLLs / J. Kim // Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. - 2009. - P. 449-453.

125. Hobara, H. A Study on Design of PLL for Low Phase-Noise Characteristics / H. Hobara, Y. Kayano, H. Inoue // Proceedings of SICE Annual Conference (SICE). - 2012. - P. 1416-1421.

126. Lee, T. The design of CMOS Radio-frequency Integrated Circuit. - Cambridge University Press, 2004. - 185 p.

127. Dear, T. First-Order RC and RL Transient Circuits / T. Dear, J. Chang, W. Chow, D. Wai, J. Wang // Electrical Engineering. - 2012. - №48. - P. 1-6.

128. Mao X., Yang H., Wang H. Behavioral Modeling and Simulation of Jitter and Phase Noise in Fractional-N PLL Frequency Synthesizer // IEEE International Behavioral Modeling and Simulation Conference. - 2004. - P. 25-30.

129. Wilson, J. Farhang-Boroujeny B. Parameter Derivation of Type-2 Discrete-Time Phase-Locked Loops Containing Feedback Delays / J. Wilson, A. Nelson // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. - 2009. - P. 886-890.

130. Afrasiabi, A. Identification and Damping of Resonances in Inverter-based Microgrids /A. Afrasiabi, E. Rokrok // Journal of Power Electronics. - 2018. - P. 1235-1244.

131. Santana, W. Modeling and Active Damping of Harmonic Propagation on Electric Distribution Systems / W. Santana, K. Haddad, L. Silva // IEEE Electrical Power & Energy Conference (EPEC). - 2009. - P. 1-7.

132. Zhao, J. Nonlinear Analysis of PLL Damping Characteristics in Weak-Grid-Tied Inverters / J. Zhao, M. Huang, X. Zha // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. - 2020. - P.1-5.

133. Xie, Z. Improved Fractional-Order Damping Method for Voltage-Controlled DFIG System under Weak Grid / Z. Xie, X. Gao, S. Yang // Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. - 2021. - P. 1-10.

134. Magerramov, R. A Mathematical Model of ADC Based on a Phase-Locked Loop System Using Transfer Functions/ R. Magerramov // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering. - 2021. - P. 2583-2586.

135. Магеррамов, P. В. Математическая модель контура фазовой автоподстройки частоты для реализации АЦП / Р. В. Магеррамов / Изв. вузов. Электроника. 2022. - Т.27 - .№2. - С. 248-258.

136. Магеррамов Р. В. Применение контура ФАПЧ при реализации 16-разрядного АЦП // Вопросы радиоэлектроники. - 2018. - № 8. - С. 6-12.

137. Magerramov, R. V. Research and Development of the PLL Loop for the Implementation of ADC Based on Nanoscale Technologies / R. V. Magerramov // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering. - Moscow, 2018. -P. 2018-2022.

138. Магеррамов P. В. Метод частотно-фазового детектирования, применяемый в аналого-цифровом преобразователе на основе контура фазовой автоподстройки частоты / Р. В. Магеррамов // Вопросы радиоэлектроники. - 2019. - № 6. - С. 128-132.

139. Пат. 2530248 Российская Федерация, МПК H03D 13/00. Импульсный частотно-фазовый детектор / Зайцев А.А.; заявитель и патентообладатель Зайцев А.А.; -№ 2013144806; заяв. 07.10.2013; опубл. 10.10.2014; Бюл. №28.

140. Пат. 2483434 Российская Федерация, МПК H03D 13/00. Импульсный частотно-фазовый детектор / Зайцев А.А.; заявитель и патентообладатель Зайцев А.А.; - № 2012111727; заяв. 28.03.2012; опубл. 27.05.2013; Бюл. №15.

141. Пат. 2721416 Российская Федерация, МПК H03D 13/00. Частотно-фазовый детектор / Сизов М.В., Магеррамов Р.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-производственный комплекс «Технологический центр». - № 2019105218; заявл. 25.02.2019; опубл. 19.05.2020; Бюл. №14.

142. Azcona, C. Low- and Damping of Resonances in Voltage Low-Power CMOS Rail-to-Rail Voltage-to-Current Converters / C. Azcona, B. Calvo, S. Celma, N. Medrano, P. Martinez // IEEE Transactions On Circuits And Systems. - 2013. - №9. - P. 2333-2342.

143. Maneatis, J. Low-Jitter Process-Independent DLL and PLL Based on Self-Biased Techniques /J. Maneatis // IEEE Journal of solid-state circuits. - 1996. - P.1723-1732.

144. Mahmoud, K. Ramakrishna Design and Analysis of a Dual Loop CDR using Maneatis Delay Cell VCO / K. Mahmoud, J. Devi, P. Ramakrishna // Cenics. - 2011. - P. 6-12.

145. Jaeha, K. Design of CMOS Adaptive-Bandwidth PLL/DLLs: A General Approach /J. Kim, M. Horowitz, G. Wei // IEEE Transactions on circuits and systems. - 2003. -P. 860-869.

146. Schubert, T. Fundamentals of Electronics: Book 4 Oscillators and Advanced Electronics Topics. - Morgan & Claypool Publishers. - 2016. - 266 p.

147. Magerramov, R. Simplified Mathematical Model of a VCO for Implementing an Analog to Digital Converter Based on a PLL in 0.25-um CMOS Technology / R. Magerramov, V. Zaitsev // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering. - P. 2303-2306.

148. Magerramov, R. Design and Analysis of a VCO for Implementing an Analog to Digital Converter Based on PLL in 0.25- um CMOS Technology / R. Magerramov, V. Zaitsev // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering. -Moscow, 2020. - P. 2307-2311.

149. Magerramov, R. Research Parameters of a PLL System Based on Active and Passive Low-Pass Filter in 0.25-um CMOS Technology / R. Magerramov, V. Zaitsev // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering. -Moscow, 2021. - P. 2587-2589.

150. Пат. 2760906 Российская Федерация, МПК H03M 1/50. Аналого-цифровой преобразователь / Сизов М.В., Федоров Р.А., Малашевич Н.И., Магеррамов Р.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-производственный комплекс «Технологический центр». - № 2021119014; заявл. 30.06.2021; опубл. 01.12.2021; Бюл. №34.

151. Пат. 2771066 Российская Федерация, МПК Н03М 1/12, Многоканальный аналого-цифровой преобразователь / Сизов М.В., Магеррамов Р.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-производственный комплекс «Технологический центр». - № 2021130299; заявл. 18.10.2021; опубл. 26.04.2022; Бюл.№12.

152. Kasatkin, S. I. Anisotropic magnetic resistant sensors of a magnetic field and current / S. I. Kasatkin, A. M. Muravyov, N. V. Plotnikova, V. V. Amelichev, A. I. Galushkov, I. A. Gamarts, V. V. Lopatin, A. N. Saurov // Automation and telemechanics. - 2009. - №6. -P. 141-152.

153. Магеррамов P. В. Преобразование модулированного по амплитуде сигнала прямоугольной формы с датчика тока в длительность импульсов при помощи контура фазовой автоподстройки частоты // Вопросы радиоэлектроники. - 2019. - № 8. -С. 37-42.

154. Magerramov, R. V. Converting an Analog Signal from a Magneto-Resistive Current Sensor Using a PLL Circuit / R. V. Magerramov // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering. - Moscow, 2019. - P. 2079-2082.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

АЦП - аналого-цифровой преобразователь; ФАПЧ - фазовая автоподстройка частоты; ЧФД - частотно-фазовый детектор; ФНЧ - фильтр нижних частот;

ПИ-фильтр - пропорционально-интегрирующий фильтр;

ГУН - генератор, управляемый напряжением;

БМК - базовый матричный кристалл;

СнК - система на кристалле;

ОУ - операционный усилитель;

ПФВ - преобразователь физических величин;

ССД - система сбора данных (DAS - data acquisition system);

ИС - интегральная схема;

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика;

ФЧХ - фазо-частотная характеристика;

ПФ - передаточная функция (TF - transfer function);

ПНЧ - преобразователь напряжение-частота;

СФ-блок - сложно-функциональный блок;

МЗР - младший значащий разряд;

ООС - отрицательная обратная связь;

ИКМ - импульсно-кодовая модуляция;

БПФ - быстрое преобразование Фурье;

ТЗЧ - тяжелая заряженная частица.

АКТЫ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ

«УТВЕРЖДАЮ» Зам. директора по дионнри лСятельносги ППК «Те>^ядп1ческий центр» Сннцар В.Г'. 2022 г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Результатов диссертационной работы Магеррамова Р.В. на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Тема диссертации:

«Архитектура многоканального АЦП па основе контура ФАПЧ с реконфигурацией

параметров преобразования»

Настоящий акт удостоверяет, что результаты диссертационной работы Магеррамова Р.В., а именно:

1. Математическая модель АЦП на основе контура ФАПЧ. позволяющая определить диапазон компенсации обратной связи контура ФАПЧ при отклонении пассивных элементов схемы.

2. Схема частотно-фазового детектора, обеспечивающая детектирование фазы после достижения равенства частот входных сигналов детектора, исключающая ложное детектирование фазы в режиме детект ирования частоты:

3. Метод реконфигурации параметров преобразования АЦП, реализованный мультиплексированием старших битов цифрового счетчика совместно с коммутацией конденсаторов ФНЧ и ГУН, отличающийся тем, что процесс реконфигурации проводится в режиме реального времени:

4. Структура многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ. отличающаяся отсутствием аналоговых коммутационных помех

внедрены в НИК «Технологический центр» при разработке двухканального 16-разрядного АЦП на основе контура ФАПЧ в технологическом базисе 250 нм, а также микросхемы двухканального контура ФАПЧ серии 5503ХМ1У-670 в металлокерамнческом корпусе МК 5123.28-1.01.

Результаты диссертации Магеррамова Р.В. имеют практическую значимость и технико-экономическую эффективность.

Главный конструктор ИМС

НИК «Технологический центр», к.г.н.

([e-mail]. 8(499>720-89-92

А.Н. Денисов

2022 г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Результатов диссертационной работы Магеррамова Р.В. на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тема диссертации:

«Архитектура многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ с реконфигу рацией

параметров преобразования» Настоящий акт удостоверяет, что результаты диссертационной работы

Магеррамова Р.В., а именно:

1. Схема частотно-фазового детектора, обеспечивающая детектирование фазы после достижения равенства частот входных сигналов детектора и исключающая ложное детекгирование фазы в режиме детектирования частоты;

2. Структура многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ, отличающаяся отсутствием коммутационных помех и имеющая совместимость с КМОП технологией;

3. Схемотехнические решения АЦП на основе контура ФАПЧ в технологическом базисе КМОП

внедрены в Научно-производственное подразделение «Дозор» при реатизации блоков сбора и обработки бортовой информации.

У О У. - ¿4

/с^ЛЖ*7

' Ло)- '

(должность, ученой степень)

Прорек н>р по вдутой работе МИЭТ,

АКТ

06 использовании результатов диссертационной работы Магеррамова Рафаэла Вагифовича «Архитектура многоканального AIЩ на основе контура ФА114 с реконфигурацией параметров преобразования»

Настоящим подтверждается, что результаты диссертационной работы Магеррамова P.D. «Архитектура многоканального АЦП на основе контура ФАПЧ с реконфигурацией параметров преобразования» использовались при выполнении проекта:

«Исследование и разработка математической модели преобразования аналогового сигнала в длительность импульсов на основе системы фазовой авто подстройки частоты», (РФФИ «Аспиранты», НИОКТР № АААА-А19-119100790102-1, договор № 19-37-90085,2019 г).

Заведующий кафедрой ПКИМС, д.т,н,, профессор

С,В. Гаврилов

ПАТЕНТЫ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Топология АЦП в технологическом базисе 250 нм

Рисунок В.1 - Топология преобразователя напряжения в длительность импульсов на

основе контура ФАПЧ

а

Рисунок В.2 - Топология 44-выводной микросхемы двухканального 16-разрядного АЦП на основе контура ФАПЧ микросхемы серии 5529ТР02-838: а - общий вид; б - 5, 6 металлы скрыты