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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