Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Ce mémoire propose une nouvelle architecture d’ADC ΔΣ conçue pour répondre a des exigences strictes en matière de rapport signal sur bruit (SNR) sur une bande passante de plusieurs centaines de kilohertz. L’architecture repose sur la topologie sturdy MASH, dans laquelle le second étage est remplacé par un SAR a filtrage de bruit (NS-SAR). Grâce à la propriété de feedforward intrinsèque au NS-SAR, cette nouvelle topologie permet d’annuler efficacement le bruit de quantification du premier étage. Le NS-SAR bénéficie aussi de contraintes de conception grandement simplifiées grâce à une amplitude d’entrée réduite et grâce au filtrage additionnel fourni par le premier étage, ce qui atténue les non-idéalités du circuit. Ces caractéristiques permettent une implémentation du NS-SAR à très faible consommation de puissance. Au niveau circuit, un amplificateur dynamique innovant est proposé pour optimiser le compromis entre la consommation de puissance, l’encombrement et la capacite d’attaquer de grandes charges dans le premier intégrateur du circuit. D’ autres techniques de conception contribuent également a maximiser l’efficacité du circuit comme l’utilisation d’un sommateur passif réutilisant les condensateurs du DAC du quantificateur SAR, éliminant ainsi le besoin d’un amplificateur dédie. L’ADC a été implémenté avec la technologie CMOS 65 nm sur Cadence Virtuoso. Les résultats de simulations démontrent d’excellentes performances comparables à l’état de l’art des ADC a suréchantillonnage. Les spécifications atteintes sont un ratio signal sur bruit et distorsion de 90.3 dB, une bande passante de 500 kHz et une consommation de puissance de 1.633 mW, ce qui correspond a une FOMSc de 175.2 dB.