Contribución al desarrollo de celdas analógicas de muy baja tensión y bajo consumo

• Autores: Juana María Martínez Heredia
• Directores de la Tesis: Antonio J. Torralba Silgado (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2006
• Idioma: español
• Número de páginas: 255
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  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen

  • El objetivo de este trabajo de investigación, como ya se ha comentado anteriormente, es contribuir al diseño de circuitos analógicos de baja tensión y bajo consumo. Dicho trabajo se enmarca dentro de la labor que, en este sentido, lleva realizando el Grupo de Investigación �Ingeniería Electrónica� de la Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla, en colaboración con otras Universidades y Centros de Investigación, especialmente la New Mexico State University y la Universidad Pública de Navarra. En esta Tesis se han propuesto varios circuitos basados en el uso de dos celdas básicas: la batería dinámica y el seguidor de tensión rotado (FVF). La presente memoria ha sido organizada como sigue:

    El capítulo 2 comienza con la presentación de la batería flotante estática como técnica de reducción de la tensión de alimentación, mostrando, a continuación, la conveniencia de hacerla dinámica. Se realiza una clasificación de las baterías flotantes y se describen las distintas aplicaciones relevantes en las que se han utilizado. Tras elegir un tipo de implementación de batería dinámica y llevar a cabo su estudio, se presentan dos aplicaciones de la misma, que son contribución de esta Tesis: un transconductor con rango de entrada y salida casi completo y un rectificador de tensión con gran rango de entrada, ambos de muy baja tensión de alimentación y muy reducido consumo.

    El capítulo 3 parte de una celda básica muy versátil y recomendable en el diseño analógico de baja tensión: el seguidor de tensión girado o celda FVF. Tras realizar un análisis exhaustivo de la misma, se describen brevemente sus distintas versiones y se recopilan las publicaciones a las que ha dado lugar. Finalmente, se presentan dos circuitos basados en el FVF que son aportaciones originales de esta Tesis: un multiplicador de tensión y un transconductor pseudo-diferencial. Ambos circuitos, además de trabajar con muy baja tensión de alimentación y poseer un gran ancho de banda, gozan de unas excelentes prestaciones de linealidad.

    El capítulo 4 está dedicado a la implementación de un filtro de tiempo continuo que demuestra las posibilidades del transconductor pseudo-diferencial como bloque básico para la construcción de sistemas tales como amplificadores de ganancia variable, convertidores de datos, osciladores, filtros, etc. Y siempre con un diseño de estos sistemas orientado a la reducción de la tensión de alimentación y el consumo. El filtro desarrollado funciona con tan sólo 1.8V en una tecnología CMOS de 0.6? y es de tipo Chebyshev, paso bajo, de tercer orden, con 0.5dB de rizado máximo en la banda pasante y una frecuencia de corte de 2.1MHz. Se ha elegido por su aplicabilidad a los sistemas de comunicaciones móviles de tercera generación, los cuales utilizan una interfaz radio WCDMA y necesitan un filtro en banda base de 2.1MHz de ancho de banda que discrimine las señales interferentes no deseadas. Un filtro de estas características puede encontrar igualmente aplicación (con las modificaciones pertinentes fijadas por las arquitecturas seleccionadas para cumplir con las especificaciones de los respectivos estándares) en sistemas como ADSL o DVB-H, donde los anchos de banda son del orden de unos pocos megahercios. El filtro constituye una aportación original de esta Tesis Doctoral.

    Por último, en el capítulo 6 se realiza un resumen de los resultados y conclusiones más importantes obtenidos en este trabajo y se presentan las posibles líneas futuras de investigación.