Autor(es):
Teixeira, Hugo Miguel dos Santos 
Data: 2013
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/12048
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Engenharia electrotécnica - Teses de doutoramento; Circuitos de rádio; Circuitos integrados; Modelagem
Descrição
Esta tese investiga a caracterização (e modelação) de dispositivos que
realizam o interface entre os domínios digital e analógico, tal como os buffers
de saída dos circuitos integrados (CI).
Os terminais sem fios da atualidade estão a ser desenvolvidos tendo em vista
o conceito de rádio-definido-por-software introduzido por Mitola. Idealmente
esta arquitetura tira partido de poderosos processadores e estende a operação
dos blocos digitais o mais próximo possível da antena. Neste sentido, não é de
estranhar que haja uma crescente preocupação, no seio da comunidade
científica, relativamente à caracterização dos blocos que fazem o interface
entre os domínios analógico e digital, sendo os conversores digital-analógico e
analógico-digital dois bons exemplos destes circuitos. Dentro dos circuitos
digitais de alta velocidade, tais como as memórias Flash, um papel semelhante
é desempenhado pelos buffers de saída. Estes realizam o interface entre o
domínio digital (núcleo lógico) e o domínio analógico (encapsulamento dos CI
e parasitas associados às linhas de transmissão), determinando a integridade
do sinal transmitido. Por forma a acelerar a análise de integridade do sinal,
aquando do projeto de um CI, é fundamental ter modelos que são
simultaneamente eficientes (em termos computacionais) e precisos.
Tipicamente a extração/validação dos modelos para buffers de saída é feita
usando dados obtidos da simulação de um modelo detalhado (ao nível do
transístor) ou a partir de resultados experimentais. A última abordagem não
envolve problemas de propriedade intelectual; contudo é raramente
mencionada na literatura referente à caracterização de buffers de saída.
Neste sentido, esta tese de Doutoramento foca-se no desenvolvimento de uma
nova configuração de medição para a caracterização e modelação de buffers
de saída de alta velocidade, com a natural extensão aos dispositivos
amplificadores comutados RF-CMOS. Tendo por base um procedimento
experimental bem definido, um modelo estado-da-arte é extraído e validado. A
configuração de medição desenvolvida aborda não apenas a integridade dos
sinais de saída mas também do barramento de alimentação. Por forma a
determinar a sensibilidade das quantias estimadas (tensão e corrente) aos
erros presentes nas diversas variáveis associadas ao procedimento
experimental, uma análise de incerteza é também apresentada. This thesis investigates the characterization (and modeling) of devices that
perform the interface between the digital and analog domains, such as the
output buffers of the Integrated Circuits (ICs).
Modern wireless transceivers are moving towards the software-defined radio
(SDR) concept proposed by Mitola. The ideal architecture makes use of
powerful digital signal processors (DSP) and extends the digital blocks’s
operation as close as possible to the antenna. In this way, it is not surprising
that there is a growing concern regarding the characterization of the blocks that
perform the interface between the analog and digital domains, being the
analog-to-digital and digital-to-analog converters (ADCs/DACs) two good
examples of these circuits. Within the high speed digital circuits, such as Flash
memories, a similar role is played by the output buffers. They act as an
interface between the digital (logic core) and the analog radio frequency
domains (package/printed circuit board), determining the signal integrity of the
transmitted data. In order to speed up the signal integrity analysis, at the design
stage, it is fundamental to have models that are simultaneously computationally
efficient and accurate. Typically, the extraction/validation of models for output
buffers is performed by using characterization data obtained from either the
simulation of the transistor level model (if available) or from measurements.
The latter approach is not sensitive to intellectual property issues but is rarely
addressed in literature referred to output buffers’ characterization.
Therefore, this thesis addresses the development of a novel measurement
setup for the characterization and modeling of high speed output buffers,
naturally extendable to switched-mode RF-CMOS amplifiers. Based on a welldefined
experimental procedure, a state of the art model is extracted and
validated. The developed measurement setup addresses not only the integrity
of the output signals (signal integrity) but also of the power supply voltages
(power integrity). In order to determine the sensitivity of the estimated
quantities (voltage and current) to the errors in the different variables of the
experimental procedure, an uncertainty analysis is presented. Doutoramento em Engenharia Electrotécnica
Tipo de Documento
Tese de Doutoramento
Idioma
Inglês
Orientador(es)
Pedro, José Carlos Esteves Duarte; Cunha, Telmo Reis
