Architectural Alternatives to Implement High-Performance Delta-Sigma Modulators

Le besoin d'appareils portatifs, de téléphones intelligents et de systèmes microélectroniques implantables médicaux s'accroît remarquablement. Cependant, l'optimisation de l'alimentation de tous ces appareils électroniques portables est l'un des principaux défis en raison du manque de piles à grande capacité utilisées pour les alimenter. C'est un fait bien établi que le convertisseur analogique-numérique (CAN) est l'un des blocs les plus critiques de ces appareils et qu'il doit convertir efficacement les signaux analogiques au monde numérique pour effectuer un post-traitement tel que l'extraction de caractéristiques. Parmi les différents types de CAN, les modulateurs Delta Sigma (��M) ont été utilisés dans ces appareils en raison des fonctionnalités alléchantes qu'ils offrent. En raison du suréchantillonnage et pour éloigner le bruit de la bande d'intérêt, un CAN haute résolution peut être obtenu avec les architectures ��. Il offre également un compromis entre la fréquence d'échantillonnage et la résolution, tout en offrant une architecture programmable pour réaliser un CAN flexible. Ces CAN peuvent être implémentés avec des blocs analogiques de faible précision. De plus, ils peuvent être efficacement optimisés au niveau de l'architecture et circuits correspondants. Cette dernière caractéristique a été une motivation pour proposer différentes architectures au fil des ans. Cette thèse contribue à ce sujet en explorant de nouvelles architectures pour optimiser la structure ��M en termes de résolution, de consommation d'énergie et de surface de silicium. Des soucis particuliers doivent également être pris en compte pour faciliter la mise en œuvre du ��M. D'autre part, les nouveaux procédés CMOS de conception et fabrication apportent des améliorations remarquables en termes de vitesse, de taille et de consommation d'énergie lors de la mise en œuvre de circuits numériques. Une telle mise à l'échelle agressive des procédés, rend la conception de blocs analogiques tel que un amplificateur de transconductance opérationnel (OTA), difficile. Par conséquent, des soins spéciaux sont également pris en compte dans cette thèse pour surmonter les problèmes énumérés. Ayant mentionné ci-dessus que cette thèse est principalement composée de deux parties principales. La première concerne les nouvelles architectures implémentées en mode de tension et la seconde partie contient une nouvelle architecture réalisée en mode hybride tension et temps.