SNY har ordet

Den här kursen ger kunskap i hur man bygger och analyserar avancerade analoga system för implemen- tering på kiselnivå (VLSI-teknik). Dessa system är som regel uppbyggda av de ”grundkonstruktioner” som presenterades i kursen TSTE30 Analog konstruktion, dock används genomgående CMOS-teknik. I kursen används en top-down metodik innebärande att SC (swich capacitor) -filter, en vanlig filtertyp inom VLSI-tekniken, först behandlas. Därefter behandlas hela kedjan av konstruktioner från enkla förstärkarsteg via mer avancerade strömspeglar och differentialförstärkare till OP-förstärkare och A/D-, D/A-omvandlare.

Innehåll

Integrerade kretselement, som PMOS och NMOS transistorer, kondensatorer, switchar, strömkällor.
Storsignal- och småsignalanalys av byggstenar såsom komparatorer och operationsförstärkare.
Återkoppling och stabilitetsegenskaper
Bruskällor och beräkning av spektraltätheter.
Samband mellan dimensioneringsparametrar och prestandamått. Switched-capacitorteknik: laddningsanalys, felkällor såsom icke-ideal switchar och förstärkare, överföringsfunktioner.
Integrerade aktiva tidskontinuerliga och tidsdiskreta filter.
Integrerade data omvandlare.

Mål

Kursen syftar till att ge:

• grundläggande kunskaper för analys och konstruktion av analoga och tidsdiskreta system integrerade i CMOS teknik för system-på-chip (SOC)
• förståelse för betydelsen och behovet av avancerade kretskonstruktionsverktyg, dvs olika datorstödda analys- och syntesmetoder
• viss förmåga att använda simuleringsverktyg för kretsdesign

Efter genomgången kurs ska studenterna kunna:

• beskriva sambandet mellan olika parametrar och prestandamått för olika typer av integrerade kretsar och komponenter
• förstå inverkan av olika begränsningar och prestanda hos olika komponenter såsom integrerade filter, AD- och DA-omvandlare
• specificera krav på OP- och OTA-förstärkare för användning i större system
• utföra laddningsanalys på SC-kretsar och kunna avgöra inverkan av icke-ideal komponenter på överföringsfunktionen
• konstruera integrerade tidskontinuerliga filter givet byggstenar såsom operationsförstärkare, transkonduktorer, switchar, med mera
• konstruera SC-filter utgående från passiva tidskontinuerliga filter
• beskriva konstruktion och funktion av de vanligaste typerna av AD- och DA-omvandlare lämpliga för implementation i CMOS-teknik
• utföra brus- och distorsionsanalys av CMOS-kretsar och förstå dess inverkan på t.ex. dataomvandlare

Examinationsmoment

TENA - 4,0 HP
En skriftlig tentamen (U,3,4,5)
PRA1 - 2,0 HP
Godkända moment i kretssimulering med dator (U,G)
UPG1 - 0,0 HP
Frivilliga inlämningsuppgifter (U,G)

Examination

Gruppövningar, PRA1 Studenten ska tillsammans med andra studenter i grupp lämna in en sammanfattning av sitt eget arbete med olika kretssimuleringsmoment. Notera att gruppövningarna består av en sammansatt laborationsserie med rapportering som avslutningsmoment. Laborationerna är resurstillfälle och studenten får själv planera sin tid. Tentamen (TENA) Under kursens föreläsningar delas fem så kallade quiz ut. Svaren lämnas in samma föreläsning. Av fem möjliga quiz kan man maximalt erhålla tre poäng som kan tillgodoräknas på skriftlig tentamen. Den skriftliga tentamen innehåller fem uppgifter som kan ge 25 poäng totalt. Med korrekta quizsvar kan studenten erhålla maximalt 28 poäng. Betygsindelningen är 10p: 3, 15p: 4, 20p: 5.

Organisation

Kursen är uppdelad på föreläsningar, lektioner och datorstödda gruppövningar.

Litteratur

Huvudsakligen: Johns and Martin: Analog Integrated Circuit Design, John Wiley & Sons, 2013
Gray, Hurst, Lewis, and Meyer: Analysis and Design of Analog Integrated Circuits
Allen and Holberg: CMOS Analog Circuit Design
Razavi: Design of Analog CMOS Integrated Circuits
samt utdelat material.

Rekommenderade förkunskaper

Signaler och system, Analog konstruktion, Analoga CMOS integrerade kretsar

Analog konstruktion TSTE93 - 6,0 HP - VT1 block 1, VT2 block 1 | VT1 block 4, VT2 block 1

Analoga CMOS integrerade kretsar TSEK37 - 6,0 HP - HT2 block 1

Signaler och system TSDT18 - 6,0 HP - HT2 block 3

Påbyggnadskurser

Blandade analoga och digitala signalbehandlade system, projektkurs CDIO TSTE16 - 12,0 HP - HT1 block 4, HT2 block 4

Kommentarer

Logga in för att kunna läsa och skriva kommentarer.