ادوات کم مصرف
سحر دولابی؛ مهدی تقی زاده؛ محمدحسین فاتحی؛ جاسم جمالی
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 12 خرداد 1401
چکیده
در این مقاله یک ساختار عمومی جدید برای مدولاتور سیگما-دلتای تک حلقه با ترکیب دو روش اعوجاج-پایین و نویز تزویج شده برای کاربردهای کم-توان با دقت بالا ارائه شده است. روش اعوجاج-پایین در ساختار ارائه شده، باعث میشود تا تابع تبدیل سیگنال آن برابر یک شود. از طرفی روش نویز تزویج شده باعث افزایش مرتبه شکلدهی نویز کوانتیزاسیون ...
بیشتر
در این مقاله یک ساختار عمومی جدید برای مدولاتور سیگما-دلتای تک حلقه با ترکیب دو روش اعوجاج-پایین و نویز تزویج شده برای کاربردهای کم-توان با دقت بالا ارائه شده است. روش اعوجاج-پایین در ساختار ارائه شده، باعث میشود تا تابع تبدیل سیگنال آن برابر یک شود. از طرفی روش نویز تزویج شده باعث افزایش مرتبه شکلدهی نویز کوانتیزاسیون در خروجی مدولاتور میشود. هدف از به کارگیری این روشها در طراحی ساختار، افزایش مرتبه مدولاتور در ازای عدم نیاز به تقویتکنندههای عملیاتی اضافه در زمان پیاده سازی مداری آن است تا در نهایت یک مدولاتور کم توان و کم حجم نسبت به ساختارهای مشابه، حاصل گردد. برای کاهش تقویتکننده های مورد نیاز، از فیلتر با پاسخ ضربه نامحدود (IIR) مرتبه دوم به جای انتگرالگیر در حلقه مدولاتور، استفاده گردید. برای بررسی عملکرد ساختار پیشنهادی، پیاده سازی و شبیه سازی آن برای کاربردهای بازشناسی گفتار (بهطور نمونه برای سمعک های دیجیتال) در فناوری ساخت 180 نانومتر CMOS (نیم رسانای اکلسید فلز مکمل) انجام گردید. برای یک ساختار مرتبه 3 با نرخ بیشنمونه برداری 64 و سیگنال سینوسی ورودی 6- دسیبل تمام-مقیاس و فرکانس نمونه برداری 56/2 مگاهرتز، مقدار سیگنال به نویز و اعوجاج (SNDR) برابر 9/81 دسیبل و محدوده پویایی (DR) برابر 88 دسیبل بهدست آمده است. مقدار توان مصرفی مدولاتور برابر 9/126 میکرووات و پهنای باند آن 20 کیلوهرتز است. نتایج شبیهسازی مداری و سیستمی مدولاتور، درستی عملکرد آن را نشان میدهد.
آرش علیجانی؛ بهزاد ابراهیمی؛ مسعود دوستی
دوره 13، شماره 52 ، اسفند 1401، ، صفحه 53-64
چکیده
ممریستور بهعنوان چهارمین عنصر بنیادی بعد از مقاومت، خازن و سلف شناخته میشود. ممریستور به‌خاطر توان مصرفی صفر در حالت نگهداری داده و غیرفرار بودن، در آینده‌ای نزدیک می‌تواند به عنصر اساسی حافظه‌های اصلی یا پنهان دسترسی تصادفی ایستا (SRAM) یا دسترسی تصادفی پویا (DRAM) تبدیل شود، همچنین می‌تواند به‌صورت مؤثری راندمان، ...
بیشتر
ممریستور بهعنوان چهارمین عنصر بنیادی بعد از مقاومت، خازن و سلف شناخته میشود. ممریستور به‌خاطر توان مصرفی صفر در حالت نگهداری داده و غیرفرار بودن، در آینده‌ای نزدیک می‌تواند به عنصر اساسی حافظه‌های اصلی یا پنهان دسترسی تصادفی ایستا (SRAM) یا دسترسی تصادفی پویا (DRAM) تبدیل شود، همچنین می‌تواند به‌صورت مؤثری راندمان، سرعت، زمان راه‌اندازی و توان مصرفی مدارها را بهبود بخشد. سلول حافظه معرفی شده در این مقاله 4T1M است که با حفظ بیشترین ویژگیهای 6T1M باعث کاهش مساحت اشغالی سلول شده است. به‌منظور شبیه سازی حافظه پیشنهادی، طول ممریستورها 10 نانومتر و مقاومت حالت‌های روشن و خاموش آنها به ترتیب 1 کیلو-اهم و 200 کیلو-اهم انتخاب شده است. همچنین، ترانزیستورهای MOS سلول نیز توسط مدل PTM HP CMOS 32 نانومتر شبیه سازی شده‌اند. شبیه سازی در نرمافزار اچ-اسپایس و با تغذیه 9/0 ولت و مقایسه آن با دو سلول شش ترانزیستوری مرسوم (6T) و شش ترانزیستوری-یک ممریستوری (6T1M) نشان میدهد که استفاده از ممریستور در سلول حافظه باعث به صفر رساندن توان مصرفی حین نگهداری داده برای مدت طولانی و کاهش مساحت اشغالی به میزان 7/36 درصد نسبت به سلول 6T1M میشود. سرعت نوشتن داده "یک" روی سلول پیشنهادی تنها 30 پیکو-ثانیه است که در مقایسه با سلول 6T1M بهبود 3 برابری را نشان میدهد ولی در زمان نوشتن داده صفر تغییر محسوسی مشاهده نمی‌شود. توان ایستای سلول پیشنهادی نسبت به سلول شش ترانزیستوری، 133 برابر کاهش داشته است و توان پویای آن با سلول 6T1M تفاوت ناچیزی دارد اما 60 برابر از سلول شش ترانزیستوری انرژی کمتری مصرف میکند.
محمد آقایی جشوقانی؛ مهدی دولتشاهی
دوره 4، شماره 15 ، آذر 1392، ، صفحه 3-10
چکیده
در این مقاله یک فیلتر Gm-C چند حالته (universal) مرتبه‌ی دو با قابلیت دریافت تمامی پاسخ‌های فیلتری (پایین گذر، بالاگذر، میان گذر، میان نگذر و تمام گذر)، تنظیم الکترونیکی فرکانس مرکزی ω0)) و ضریب کیفیت Q)) و عملکرد در چهار مد (ولتاژ، جریان، ترارسانایی و ترامقاومتی) مبتنی‌بر اینورتر (بلوک ترارسانایی) با بایاس شدن ترانزیستورها در ناحیه زیرآستانه ...
بیشتر
در این مقاله یک فیلتر Gm-C چند حالته (universal) مرتبه‌ی دو با قابلیت دریافت تمامی پاسخ‌های فیلتری (پایین گذر، بالاگذر، میان گذر، میان نگذر و تمام گذر)، تنظیم الکترونیکی فرکانس مرکزی ω0)) و ضریب کیفیت Q)) و عملکرد در چهار مد (ولتاژ، جریان، ترارسانایی و ترامقاومتی) مبتنی‌بر اینورتر (بلوک ترارسانایی) با بایاس شدن ترانزیستورها در ناحیه زیرآستانه (Sub Threshold) ارائه شده است. بایاس کردن تراتزیستورها در ناحیه زیرآستانه باعث کاهش مؤثر توان مصرفی فیلتر ارائه شده میگردد. استفاده از خازنهای زمین شده به منظور کاهش اثرات پارازیتیکی از جمله ویژگیهای مدار طراحی شده محسوب میشود. حساسیت کم فرکانس مرکزی و ضریب کیفیت نسبت به ترارساناییها و خازنها نیز ویژگیهای دیگر مدار پیشنهادی است. همچنین استفاده از اینورتر سبب کاهش مؤثر تعداد ترانزیستورهای لازم برای تحقق مدار فیلتر و توان مصرفی فیلتر میگردد. سرانجام عملکرد فیلتر پیشنهاد شده در تکنولوژی 0.18 µm CMOS توسط HSPICE (LEVEL49) شبیهسازی و مورد ارزیابی قرار گرفت. فیلتر پیشنهاد شده دارای توان مصرفی 64.69 nW و منبع تغذیهی ±0.3V است.
