Introducción La conversión DAC es el proceso de
tomar un valor representado en código digital y
convertirlo en un voltaje o corriente que sea proporcional al
valor suministrado. La aplicación principal de este tipo
de dispositivos está dada en sistemas electrónicos
tales como amplificadores, control de motores, calefactores, etc.
Para el diseño del DAC se utilizó el esquema en
escalera R-2R con algunos ajustes que permitieron mejorar su
comportamiento y obtener mayor exactitud de los valores digitales
ponderados a la salida.
Marco Teórico Arquitecturas principales de los DACs : R-2R
(Escalera de resistencias) String Resistores de
ponderación binaria Arquitecura implementada (R-2R):
Ventajas: Alta precisión. Desventajas: Exactitud en el
valor de las resistencias
Arquitectura Escogida R-2R Ladder To OPAMP
Aplicaciones En instrumentación y control
automático: Son la base para implementar diferentes tipos
de convertidores D/A, así mismo, para propósitos de
graficación, indicación . El control por
computadora de procesos o en la experimentación: Se
requiere de una interfaz que transfiera las instrucciones
digitales de la computadora al lenguaje de los actuadores del
proceso que normalmente es analógico. En
comunicaciones: Especialmente en la recepcion de datos, en donde
se recibe una senal digital y se convierte a analoga. Por ejemplo
en la transmision de voz a traves de la red celular, Transmision
de video codificado satelital.
DAC – Consideraciones de Diseño Bajo Costo Alta Exactitud
Alto Ancho de Banda
DAC (Diagrama de bloques)
DAC (Esquematico)
DAC (Symbol)
DAC (Prueba)
DAC (Layout y Medidas)
DAC (Extracted)
DAC (Matching 1)
DAC (Matching 2)
DAC (Salida Zoom)
SWITCHES – Consideraciones de Diseño Operación en
TRIODO Longitud Minima…Rápida Conmutación
CMOS de Transmisión …Resistencia Equivalente (PMOS
y NMOS) Rds=150 Ohms Paralelo (Conducción)…
Tamaño del Layout
SWITCHES – Consideraciones de Diseño Rdsp=291 Ohms
Rdsn=300 Ohms Rds= Rdsn // Rdsp = 149?
SWITCHES – Consideraciones de Diseño TConmutacion =
1.6000023ms-1.6000000ms = 2.3 n s
SWITCHES (Esquematico 1)
SWITCHES (Esquematico 2)
SWITCHES (Symbol)
SWITCHES (Inversor-Esquematico)
SWITCHES (Inversor-Symbol)
SWITCHES (Inversor-Simulacion)
SWITCHES (Inversor-Layout)
SWITCHES (Inversor-Extracted)
SWITCHES (Inversor-Matching 1)
SWITCHES (Inversor-Matching 2)
SWITCHES (Layout)
SWITCHES (Extracted)
SWITCHES (Matching 1)
SWITCHES (Matching 2)
OPAM (Consideraciones de Diseño) Alta ganancia: 2000V/V =
66dB Gran ancho de banda: GB= 4×104 Hz Bajo consumo de potencia:
1.05mW Asunciones Se asumió una corriente de
polarización de 100uA para el par diferencial. Para la
Etapa de salida una corriente de 150uA La ganancia de cada etapa
es de 45V/V Aprox .
OPAM (Consideraciones de Diseño) Compensacion
compensación de Miller, colocando una capacitancia de
realimentación Cc. Se coloca adicionalmente un resistor Rz
para compensar la fase. Se compenso el amplificador en open loop
para que cruzara 0dB a 3.75MHz y con un margen de fase de 60
grados. Los valores requeridos: Cc=15pF y Rz=500 Ohms El polo
dominante es movido a Rout-1[CE+(Av+1)Cc]
Rz=(CL+CC)/gmoutCC
OPAM (Esquematico)
OPAM (Symbol)
OPAM (Ganancia y Fase vs Freq) PM=60 deg Gain=66dB Fc=20Khz
F0dB=3.75MHz
OPAM (Swing de entrada como seguidor) Vmin=-0.8V Vmax=1.35V
OPAM (Respuesta a Senoidal)
OPAM (Slew Rate) El slew rate del Opam se calculo mediante una
simulaciones spectre. El slew rate con la Capacitancia de carga
de 20pF resulto de 6.4V/uS. SR=6.4V/uS Input Signal tR= 1ps
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