Integrált analóg kis-zajú CMOS erősítő tervezése

OData támogatás
Konzulens:
Czifra Dávid Szilárd
Elektronikus Eszközök Tanszéke

Szakdolgozatom témája egy speciális gázérzékelő integrált analóg kis-zajú erősítő áramkörének a megtervezése.

A feladatom az volt, hogy a specifikációknak megfelelően készítsem el a gázérzékelőhöz fejlesztett analóg áramkör prototípusának javított, integrált áramköri kivitelét. Az analóg áramkör egy digitális részáramkör mellett egy ASIC-ben (Alkalmazás-Specifikus Integrált Áramkörben) fog elhelyezkedni, melyben az analóg részegység feladata, hogy a gázérzékelő jelét felerősítse, és elvégezze az analóg-digitális átalakításhoz szükséges előszűrést is (anti-aliasing szűrő). Az érzékelő által szolgáltatott jel alacsony jelszintű, ezért a tervezésnél a jó jel-zaj viszony biztosítására a fő szempont az volt, hogy az áramkör igen alacsony zajt termeljen. Az érzékelő felől származó közös-modusú zajok ellen fel kellett készíteni az áramkört, ezért az áramkör bemenetén egy differenciális erősítő, egy mérőerősítő helyezkedik el. A mérőerősítő és az aktív szűrőfokozat közös építőelemei az aszimmetrikus kimenetű műveleti erősítők, ezek termelik az áramköri zajok nagy részét, ezért kiemelt célom volt egy kis-zajú műveleti erősítő megtervezése.

Dolgozatom első részében részletesen bemutatom a választott erősítő és szűrő kapcsolásokat, a mögöttük lévő elméleti hátteret, majd az áramköri zajok eredetével foglalkozom, illetve azok csökkentésének módjairól. Ezután ismertetem az általam választott műveleti erősítő kapcsolását, az előzetes számításokhoz használt fontosabb egyenleteket, az azokból levonható következtetéseket. Végül bemutatom a tervezés lépéseit, a számítások és szimulációk eredményeit, valamint az általam készített működőképes és a gyárthatóság szempontjából is alkalmas kis-zajú erősítő fizika lenyomatát (layout-ját).

Az áramkört UMC180-as CMOS technológiára kellett elkészítenem, Cadence 5.1-es tervezőrendszert felhasználva. Az aktív szűrőfokozat tervezéséhez az Analog Devices cég Filter Wizard nevű programját használtam.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.