PPGEE

Programa de Pós-graduação
em Engenharia Elétrica

UFRGS

Exame de Qualificação para o Doutorado do aluno Paulo César Comassetto de Aguirre:

Data: 08/12/2017 - sexta-feira
Horário: 14h00min
Local: Salão de Eventos do Instituto Eletrotécnico da UFRGS (Av. Osvaldo Aranha, 103 - 1º andar)

Orientador: Prof. Dr. Altamiro Amadeu Susin - PPGEE - UFRGS

Banca examinadora:
Prof. Dr. João Antônio Martino - Departamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos - Escola Politécnica - USP
Prof. Dr. Tiago Roberto Balen - DELET - UFRGS
Prof. Dr. Ivan Müller - PPGEE - UFRGS

Título da Proposta de Tese: "PROJETO DE MODULADORES SIGMA-DELTA EM TEMPO CONTÍNUO COM AMPLIFICADORES BASEADOS EM INVERSORES CMOS PARA APLICAÇÕES SUB-1V"

Resumo:
"Este exame de qualificação apresenta o desenvolvimento de moduladores sigma-delta em tempo contínuo (SDMs-CT) com o emprego de amplificadores baseados em inversores CMOS para aplicações sub-1 V. Atualmente, há uma demanda crescente por circuitos que aliam baixo consumo de energia com operação em baixa tensão de alimentação para aplicações de Internet das Coisas (IoT). Nestas aplicações, a utilização de conversores analógico-digital (ADCs) é indispensável. Uma das topologias de ADCs mais adequadas para tais aplicações são os ADCs Sigma-Delta (SD). O principal bloco, e limitador da resolução do ADC SD, é um modulador SD (SDM), foco deste trabalho. A principal motivação deste estudo é o desenvolvimento de estratégias de projeto de SDMs-CT com baixo consumo de energia para operar em baixas tensões de alimentação. Nos últimos anos uma das estratégias empregadas para a redução do consumo de energia de SDMs é a substituição dos amplificadores operacionais do filtro por amplificadores de transcondutância (OTAs) baseados em inversores CMOS, que é considerada uma das topologias de OTAs mais eficientes em relação a consumo de energia e área. Entretanto, a susceptibilidade destes amplificadores a variações de processo, tensão e temperatura (PVT) incrementa a complexidade de projeto destes circuitos e novas estratégias de compensação a variações PVT se fazem necessárias. Deste modo, delimitou-se o estado da arte referente a SDMs-CT projetados com amplificadores baseados em inversores CMOS e efetuou-se, até o presente momento, o projeto de dois SDMs-CT operando com tensão de alimentação de 0,6 V para sinais com larguras de banda de 100 kHz combinando diferentes técnicas de projeto presentes na literatura tecno-científica. Neste primeiro estudo utilizou-se uma topologia de amplificador baseado em inversor pseudo-diferencial com controle de modo comum efetuado através do terminal de bulk de ambos os transistores, aliada ao uso de resistência negativa para aumento de ganho. Esta estratégia possibilita ganhos DC na faixa de 40 dB para amplificadores de apenas um estágio. Ainda, é proposta uma estratégia para projeto de ressonadores com apenas um amplificador de baixo ganho. Um dos SDMs-CT projetados utiliza este ressonador pela primeira vez em aplicações com tensão de alimentação de 0,6 V. Por fim, são apresentadas as próximas etapas
de desenvolvimento para alcançar os objetivos do trabalho de doutorado.

Palavras-chave: Modulação Sigma-Delta, Conversão AD, Projeto de Circuitos Integrados Analógicos, Baixa-Tensão."