Skip to main content
SUPERVISOR
Seyedmasoud Sayedi,Rasoul Dehghani
سید مسعود سیدی (استاد راهنما) رسول دهقانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ebrahim Farshidi
ابراهیم فرشیدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1382

TITLE

Analysis and Design of Current-Mode Companding Circuits, Examining their Nonlinear Behavior and Application in Data Converters
The trend towards mostly battrey operated portable electronic equipments has increased the interest of researches in employing companding (compressing/expanding) circuits that operate at very low voltages and powers. Many functions in signal processing are modeled by nonlinear and differential equations whose implementation ca be done easily using current- mode companding circuits. Therefore, roposing analytic methods in static and dynamic companding networks and designing improved current-mode circuits and overcoming the problems of the existing circuits are essential. In this thesis, after reviewing the structures of companding circuits, a new general method in designing and analyzing current-mode companding networks is presented. The results help to use easily and more effectively the properties of these networks and to expand their usage.The presented analysis can also be used in automated CAD design approaches. Because of various advantages of floating gate MOS transistors, such a working in low voltages and low powers, and programibility, translinear loops based on these transistor is presented. These new loops are immune from body effect, have lower circuit complexity, do not need extra biasing circuits and have lower supply voltage. Since in companding circuits voltages at internal nodes are compressed and nonlinear with large signal behavior, using small signal linear model of circuits, like taylor series and Volterra series, leads to on inaccurate evaluation of circuit distortion. In this thesis, after reviewing the previous methods, by employing harmonic balance technique, a new algoritm for analyzing nonlinear behavior of companding circuits is presented. The proposed method can evaluate the distortion with more accuracy, in a greater number of harmonics and with less complexity. In addition, a noise analysis method based on the noise of element in the companding circuits is presented. The above mentioned methods can be used as a new computer aided design tool in designing of companding circuits.
گرایش مستمر به سمت وسایل قابل حمل الکترونیکی که عموماً با باطری کار می کنند، تلاش محققان را به سمت بکارگیری مدارات فشر- گستر، که دارای قابلیت کار در ولتاژ و توان مصرفی پایین می باشند، افزایش داده است. از آنجائیکه طیف وسیعی از توابع پردازش سیگنال به صورت روابط غیرخطی و دیفرانسیلی بیان می شوند و در مدارهای فشر-گستر مد جریان، پیاده سازی این روابط بسیار ساده است، ارائه روشهای تحلیلی برای شبکه های فشر-گستر استاتیکی و دینامیکی و نیز طراحی مدارهای جدید در این مد برای تحقق روابط دیفرانسیلی با هدف بهبود عملکرد مدارهای موجود و رفع معایب آنها دارای اهمیت است. در این رساله پس از بررسی مدارهای فشر-گستر موجود، تحلیل و طراحی شبکه فشر- گستر مد جریان بصورت عام ارائه می گردد. با بکارگیری نتایج بدست آمده، استفاده از خواص این شبکه ها تسهیل یافته و توسعه کاربرد آنها فراهم می گردد. این تحلیل همچنین باعث سهولت در تحلیل خودکار شبکه ها می شود. همچنین با توجه به قابلیتهای مختلف ترانزیستور MOS - FG از قبیل کارکرد در ولتاژ تغذیه پایین، توان مصرفی کم و قابلیت برنامه ریزی و جبران سازی، در این رساله طراحی حلقه های Translinearبا بکارگیری این ترانزیستورها ارائه می شود. این حلقه ها نسبت به حلقه های پیشین دارای قابلیتهای مختلفی از جمله مصونیت از اثر بدنه، پیچیدگی مداری کمتر و عدم نیاز به مدارات اضافی برای بایاس بوده و نیز منبع تغذیه لازم در آنها کمتر است. از آنجائیکه در مدارهای فشر-گستر ولتاژگره های داخلی بصورت فشرده و غیرخطی بوده و دارای رفتار سیگنال بزرگ می باشند بکارگیری روشهای سیگنال کوچک همچون استفاده از سری تیلور و سری های ولترا در تحلیل رفتار غیر خطی باعث ارزیابی نادرست عملکرد آنها می شود. در این رساله ضمن مرور روشهای ارائه شده قبلی یک الگوریتم جدید مبتنی بر بکارگیری تکنیک موازنه هارمونیکی برای تحلیل اعوجاج مدارات فشر-گستر ارائه می شود. این روش نسبت به روشهای مشابه قبلی دارای دقت بیشتر و پیچیدگی محاسباتی کمتر است و نیز محاسبه هارمونیکهای با مرتبه بالا را فراهم می سازد. همچنین یک روش تحلیل نویز برای نویز ناشی از المانهای مدارات فشر-گستر ارائه گردیده است. از روشهای پیشنهادی فوق می توان به عنوان یک ابزار طراحی جدید( CAD ) در روند طراحی مدارهای فشر-گستر استفاده نمود. مبدل سیگما- دلتا و مبدل RMS به DC واقعی از جمله کاربردهای مهم مدارهای فشر-گستر می باشند. با توجه به استفاده روزافزون از تکنیک SoC در مدارهای حسگر، و نیاز به ثبت و پردازش سیگنالهای خروجی آنها، طراحی مبدلهای آنالوگ به دیجیتال فرکانس پایین، همچون مبدل سیگما- دلتا، جهت استفاده در این نوع مدارها ضروری است. ازآنجاییکه بسیاری از این مدارها بصورت قابل حمل طراحی شده و ولتاژ تغذیه و توان مصرفی پایین از ویژگیهای ضروری آنها است، در این تحقیق به منظور دستیابی به ویژگیهای فوق یک ساختار جدید فشر-گستر مد جریان برای بخش مدولاتور مبدل پیشنهاد شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی