Diseño Adc En Tecnologia Cmos

Tecnológico de Costa Rica
Escuela de Ingeniería Electrónica

Diseño Microelectrónico de un Convertidor Analógico Digital en Tecnología
CMOS

Informe de Proyecto de Graduación para optar por el título de Ingeniero en
Electrónica con el grado académico de Licenciatura.

Oscar Eduardo Zúñiga Arrieta

Cartago, setiembre del 2012

nadanada

nadanada

Resumen
La Escuela deIngeniería Electrónica del Instituto Tecnológico de Costa Rica está
desarrollando un sistema basado en una red de sensores, que detecta los patrones
de sonidos de disparos y motosierras para que sea implementado en las zonas
boscosas del país, y de está manera alertar a las autoridades cuando se presente
alguna de estas situaciones.
Uno de los módulos de dicho sistema es el convertidor A/D, quecumple la función
de convertir las señales de salida de los sensores de audio a una forma digital para
permitir su análisis por el resto del sistema.
Este proyecto consiste en el diseño de un convertidor Analógico digital en tecnología
CMOS de bajo consumo de potencia.

Palabras claves:
en

Vcm ,

arreglo de capacitores partido, comparador, conmutación basada

interruptores, registros,SAR ADC.

Abstract
The School of Electrical Engineering at the Technological Institute of Costa Rica
is developing a system based on a sensor network that detects patterns of sounds
of gunre and chainsaws to be implemented in the protected areas of the country,
and thus alert authorities when and any of these situations occur.
One module of this system is the A / D converter whichserves to convert the
output signals of the audio sensors to digital form, for further analysis in the rest
of the system.
This work presents the design of an analog-digital CMOS low power consumption.

Keywords: capacitor split array, comparator, register, SAR ADC, switch, Vcm
switching.

based

Dedicatoria

A mis padres que me brindaron el apoyo, motivación, consejos y cariño, tanto enlos momentos de éxitos y alegrías, así como en las horas más difíciles de caídas y
fracasos.

Agradecimiento
Le agradezco primeramente a Dios porque en cada instante de este dicil caminar
siempre brindó su amor manifestado en la sabiduría, paciencia y perseverancia.
A mis padres, además de mis hermanos y familiares que siempre me tuvieron presente
en sus oraciones y palabras demotivación.
A mi profesor asesor Alfonso Chacón Rodríguez por sus valiosos aportes brindados.

Índice general
1. Introducción
1.1.

1

Estructura del documento

........................

2. Meta y objetivos

2

3

2.1.

Meta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2.2.

Objetivo general

3

2.3.

Objetivos especícos.............................
...........................

3. Marco teórico
3.1.

3

4

Descripción de las topologías de ADC y descripción detallada de la
...........................

4

3.1.1.

Arquitecturas ADC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

3.1.2.

Funcionamiento del ADC de aproximaciones sucesivas . . . . .

9

solución seleccionada

4. Metodología

175. Diseño del sistema

18

5.1.

Comparador de cerrojo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

5.2.

Arreglo de capacitores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

5.2.1.
5.3.

Arreglo capacitivo partido (Split capacitive array) . . . . . . .

21

......................

22

5.3.1.

Bloque registro de desplazamiento . . . . . . . . . .. . . . . .

23

5.3.2.

Bloque de registros de salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

5.3.3.

Bloque de control de conmutadores

24

Diseño lógica de control SAR

i

...............

5.4.

Diseño lógica de temporizado del circuito . . . . . . . . . . . . . . . .

30

6. Análisis de resultados

32

7. Conclusiones y recomendaciones

41

7.1....