Tıme-domaın hıgh speed adc cırcuıts

Bu tez, 100 nm CMOS teknolojisi kullanılarak gerçekleştirilmiş iki yüksek çözünürlüklü zaman-sayısal dönüştürücünün tasarımını, benzetimini ve performans analizini sunmaktadır. Farklı sinyal kontrolü ve kenar algılama ihtiyaçlarına yönelik olarak geliştirilen iki ayrı mimari strateji, nanosaniyenin altı zaman çözünürlüğü elde etmeyi ve GHz seviyesindeki uygulamalarla uyumluluğu hedeflemektedir. İlk mimaride, girişlerden elde edilen eğimli sinyallerle doğru zamanlama sağlayan iki adet gerilimden-zamana dönüştürücü kullanılmıştır. Bu sinyaller, üst üste binmiş tamponlardan ve eşzamanlılık algılayabilen beş transistörlü TSPC mantığına sahip flip-flop'lardan oluşan bir gecikme hattı aracılığıyla işlenmiştir. Zaman farkının yakalandığı bu yapıdan elde edilen termometre kodu, çoklayıcı tabanlı Gray kodlayıcı ile sayısal formata dönüştürülmüş ve direnç-merdivenli bir sayısal-analog dönüştürücü aracılığıyla tekrar analog sinyale çevrilmiştir. Bu yapı, yüksek hassasiyet ve ince zaman çözünürlüğü sağlamak amacıyla tasarlanmıştır. İkinci mimaride ise sinyal üretim bloğu sadeleştirilmiş; yalnızca tek bir gerilimden-zamana dönüştürücü ve periyodik darbeler üreten bir sinyal kaynağı kullanılarak girişler oluşturulmuştur. Bu tasarımda, sadece yükselen kenarları algılayan flip-flop'lar kullanılarak daha temiz ve tutarlı zamanlama elde edilmiştir. Çıktılar, ağaç yapılı ikili bir kodlayıcı ile kodlanmış ve ilk tasarımda kullanılan aynı sayısal-analog dönüştürücü üzerinden analog forma dönüştürülmüştür. Sistem, yüksek hızda çalışmaya ve mimari sadeliğe odaklanılarak yapılandırılmıştır. Her iki tasarım da Cadence Virtuoso simülasyon ortamında modellenmiş ve MATLAB kullanılarak çözünürlük, doğrusal olmama, dönüştürme süresi ve güç tüketimi gibi temel performans kriterleri açısından değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, her iki mimarinin de CMOS teknolojisine uygun, güvenilir ve kesin zaman aralığı dijitalleştirme çözümleri sunduğunu ve farklı sinyal kontrol yapıları için esnek uygulama olanakları barındırdığını göstermektedir.