Ses bandı sinyal işleme uygulamaları için analog-sayısal karışık-sinyal tümdevre modülleri
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 1998
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SELİM EMİNOĞLU
Danışman: Tayfun Akın
Özet:ÖZ SES BANDI SİNYAL İŞLEME UYGULAMALARI İÇİN ANALOG-SAYISAL KARIŞIK-SİNYAL TÜMDEVRE MODÜLLERİ Eminoğlu, Selim Yüksek Lisans, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Yrd. Doç. Dr. Tayfun Akın Eylül 1998, 179 sayfa Elektronik sistemlerin tek bir silikon yonga üzerinde tümleştirmeleri düşük üretim maliyetleri, minyatür cihaz boyutları, ve artan fonksiyonları dolayısı ile gün geçtikçe daha popüler olmaktadır. Bu tez, ses-bandı sinyal işleme ve alçak-frekans haberleşme uygulamalarında sıklıkla kulanılan modüllerin tasarlanmasını ve bir hücre kütüphanesinin oluşturulmasını bildirmektedir. Buna ek olarak, karmaşık sayısal filtereleri minimum alanda sentezleyebilen fonksiyonel bir bit-seri süzgeç derleyeciyicisine dayanan yeni bir Bilgisayar Destekli Tasarım (BDT) ortamım bildirmektedir. Bahsedilen modüller üç farklı teknikle tasarlanmışlardır: 1) sırf analog; 2) sırf sayısal; ve 3) analog-sayısal karışık sinyal tekniği. Hücre kütüphanesindeki analog modüller hem aktif-RC hem de anahtarlamalı kapasite (SC) teknikleri kullanılarak yapılmış olup çeşitli yükselteçleri ve filtreleri içermektedir. Bunlar, 6. dereceden bir Sallen-Key alacak geçiren filtre, ikinci dereceden Tow-Thomas bikuad devresine dayanan bir SC ön- vurgulama devresi, ve 300 Hz SC bir yüksek geçiren ses süzgeç devresinden oluşmaktadır.Sayısal bloklar az alan kaplayan, çeşitli, bit-seri, sonsuz empals tepke ve sonlu empals tepke sayısal süzgeçlerden oluşmaktadır. Örnek olarak 300 Hz yüksek- geçiren süzgeç, 3000 Hz alçak geçiren süzgeç, 11 kHz alçak geçiren süzgeç, ve ön- vurgulma ve ard-vurgulama süzgeçleri gösterilebilir. Karışık-sinyal modülleri ise aşırı-örneklemeli analog/sayısal (A/S) ve sayısal analog (S/A) veri çeviricilerinden oluşmaktadir. A/S veri çeviricisi bir 1 MHz 2. dereceden 2-seviyeli analog bir delta-sigma modülatörden ve bu devreye seri bağlanmış bir sayısal 3. dereceden sine tipinde bir desimatör süzgecinden oluşmaktadır. S/A çevirici ise 1 MHz 2. dereceden 5-seviyeli sayısal bir delta-sigma modülatörden oluşmaktadır ve 6. derecen analog alçak geçiren bir süzgeç ile seri bağlanmıştır. Geliştirilen BDT ortamı sıklıkla kullanılan bir tüm devre tasarım programı olan CADENCE ile bir matematiksel analiz programi olan MATLAB'ı entegre etmektedir. Ayrıca, bu ortamda kullanılan BITMAP adındaki fonksiyonel filtre derleyicisi VerilogHDL çıktı verebilmektedir. Gelişitirilen çok amaçlı hücre kütüphanesi ve entegre BDT, rahatlıkla birçok alçak-frekans haberleşme ve ses-bandı sinyal işleme uygulamalarında kullanılabilir. Örnek olarak, 150.000 transistor içeren, 0.7 um CMOS teknoljisi ile 81 mm2 alanda üretilen, ve tek bir 5 V besleme gerilimi ile çalışan ticari bir karışık-sinyal ses işleme UÖTD yongası gösterilebilir. Anahtar Kelimeler: Çok Büyük Ölçekli Tümleşim (ÇBÖT), Karışık-sinyal Tümdevre Tasannu, Sayısal Süzgeç, Uygulamaya Özel Tümdevre (UÖTD), Fonksiyonel süzgeç derleyicisi, Verilog Donanım Tanımlama Dili (VerilogHDL), Bilgisayar Destekli Tasarım (BDT). VI