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Hochpräzise ``Switched Current'' Schaltungen

Jiandong Di

ISBN 978-3-89722-003-4
151 Seiten, Erscheinungsjahr: 1997
Preis: 40.00 €

"Switched Current" (SI) ist eine Technik für analoge Signalverarbeitungsprozesse, welche dank ihrer vorteilhaften Eigenschaften in Richtung Low-Power und Low-Voltage immer mehr industrielles Interesse weckt. In diesem Buch werden einige Beiträge zu hochpräzisen SI-Schaltungen präsentiert. Ein wesentliches Thema dieses Buches ist die Reduktionstechnik des Clockfeedthrough (CFT). Theoretische Analyse und Meßresultate zeigen, daß die Technik der Millerkapazität-Reduktion (MKR) eine wirksame Methode ist, bei welcher eine elektronisch vergrößerte Speicher-Kapazität eingesetzt und dadurch der CFT-Fehler stark reduziert wird, ohne die Chipfläche und zum Teil auch die Arbeitsgeschwindigkeit stark zu beeinträchtigen. Als weitere Methode zur CFT-Reduktion wird die D-Zellen-Technik behandelt, bei der der CFT-Fehlerbetrag je nach Konstruktion der Schaltung entweder unabhängig vom Signal oder alternativ sehr klein gemacht werden kann. Weiterhin werden SI-Stromkomparatoren in diesem Buch behandelt, aufgeteilt in unipolare, bipolare und getaktete Komparatoren. Unter den unipolaren Komparatoren findet der Rampenstromkomparator, welcher gegenüber dem klassischen Stromspiegel-Komparator die Stromgleichheit auch bei einer extrem langsamen Signalrampe relativ schnell detektieren kann, besondere Beachtung. Bipolare Komparatoren sind vor allem für die Stromdetektion von Nulldurchgängen geeignet. Die Geschwindigkeit dieser Schaltungsklasse ist als Folge des Umschaltens der Transistoren zwischen dem Sperr- und Aktiv-Zustand (im B-Betrieb) beschränkt. Schließlich wird die Realisierung eines getakteten Stromkomparators gezeigt. Da hier die Verstärker der Komparatorschaltung im sensitivsten Bereich betrieben werden, kann die Gleichheit des Signalstroms gegenüber der Referenz sehr schnell detektiert werden, selbst wenn die Stromdifferenz zwischen dem Signal und der Referenz im nA-Bereich liegt. Diese Art von Komparatoren ist furr ADCs geeignet. Schließlich wird als SI-Anwendung die Realisierung eines zyklischen Strom-ADC mit 8 bit Auflösung präsentiert, welcher gegenüber den klassischen Realisierungen eine sehr kleine Chipfläche und extrem geringe Verlustleistung aufweist. Theoretische Fehleranalysen und Messungen zeigen, daß hauptsächlich der Komparatoroffset die Nichtlinearität verursacht. Mit dem in diesem Buch vorgeschlagenen verbesserten Komparator VGSK könnte eine Auflösung des ADC von 9 bis 10 Bit erreicht werden. Es folgen zum Abschluß einige Vorschläge für künftige Arbeiten auf dem SI-Gebiet.

Keywords:
  • Switched Current
  • Clock feedthrough
  • ADC. AD Wandler
  • Komparator
  • Stromspiegel

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