Current mode analog to digital converters based on current multiplication and division technique

Abstract

Bu tezde biomedikal kayıt uygulamaları ve düsük güç tüketimi uygulamaları içiniki adet analog-sayısal çevirici gelistirilmesi ve simülasyonu yapılmıstır. Bu analogsayısalçevirici gelistirilmesi sırasında akım modlu sinyal isleme yaklasımıkullanılmıstır. Akım modlu sinyal isleme yaklasımının düsük gerilim ve düsük güçtüketimi gerektiren durumlarda, yüksek duyarlıklı direnç ve kapasite gereksinimiolmadıgı için gerilim modlu sinyal isleme yaklasımına karsı avantajlara sahiptir.Akım modlu sinyal isleme tekniginin seçilmesinin bir nedeni de sıcaklık, görüntüsensörleri ve biomedikaldeki sinyal kaynaklarının akım tabanlı olmasıdır. Bualanlarda akım isleme yöntemi kullanıldıgında akımdan gerilime çevirmeyapılmayacaktır ve maliyeti de düsürecektir.Akım modlu analog-sayısal çeviriciler gerekli çevirme islemini gerçeklestirmekiçin akım aynalarını kullanmaktadırlar. Bu yüzden analog-sayısal çeviricilerinperfomansları kullanılan akım aynaları ile limitlidir. Yeni analog-sayısal çeviricileringelistirilmesinde farklı akım aynaları kullanılmıstır. Burada kullanılan akım aynaları,daha önce kullanılan akım aynalarından daha iyi bir çıkıs direncine sahiptir.Karmasıklıgı ve güç tüketimini azaltmak için örnekleme devresi olmayan biruygulama yapılmıstır. Sistemin dogrulugu artırılarak önceki tasarıma bir seviye dahaeklenmistir.Anahtar kelimeler: Analog sayısal çevirici, akım modlu yaklasım, akım aynaları

This thesis reports development and simulation of two analog-to-digital (AD)converters for low-power and small area applications, such as implantable telemetricbiomedical recording applications. In development of these analog-to-digital (AD)converters current mode signal processing is chosen. Current mode signal processinghas some advantages over voltage mode signal processing in low voltage and lowpower applications because of not requiring high precision resistors or capacitors.And one reason to be chosen current mode signal processing is many signal sourcesare current-type, such as temperature sensors, photo sensors and many others inbiomedical. Processing the signal in current will not only avoid the use of a currentto voltage converter but also cut down the components costs.Current mode analog-to-digital converters use current mirrors to perform therequired conversion. Therefore, the performances of the analog-to-digital convertersare limited by the performance of the current mirrors. In the development of theseADCs, different types of current mirrors are used to improve. These current mirrorsused have better output impedance than current mirror used in the previous designs.To decrease the complexity and power consumption clock-less architecture ischosen. By increasing the accuracy one more level is added to previous design.Key words: Analog to digital converter, current mode approach, current mirror