پروپوزال مهندسی برق طراحی و شبیه‌سازی یک مقایسه کننده کم توان در تکنولوژی 180 نانومتر مناسب جهت استفاده در بلوک MDAC مبدل آنالوگ به دیجیتال

مشاوره در انجام پایان نامه و پروپوزال ارشد و دکتری، انجام پایان نامه ارشد و دکتری ادیب مشاور، انجام پایان نامه، انجام پایان نامه ارشد، انجام پایان نامه کارشناسی ارشد، انجام رساله دکتری، انجام پایان نامه دکتری

در نمونه پروپوزال ارشد مهندسی برق الکترونیک به دنبال ارائه طرحی جهت یادگیری دانشجویان ارشد با ساختار کلی پروپوزال هستیم که دانشجو بتواند با مطالعه پروپوزال در روند انجام پایان نامه ارشد آشنایی پیدا کند و توان تدوین پروپوزال و پایان نامه را داشته باشد.از آنجایی که دانشجویان در مقطع ارشد آشنایی اولیه ای با روند انجام پروپوزال و انجام پایان نامه ندارند و در این مسیر نیازمند مشاوره در انجام پایان نامه هستند بنابراین سعی شده است که با ارائه موضوعات پایان نامه،نمونه پروپوزال ارشد و نمونه پایان نامه ارشد دانشجویان را در این مسیر یاری رسانده و آشنایی لازم را در این مسیر کسب نمایند.لازم است که دانشجویان عزیر با دقت نمونه موضوعات پایان نامه و نمونه پروپوزال ها و پایان نام های ارائه شده را با دقت مطالعه نموده و با نمونه برداری از هر قسمت به تدوین پروپوزال و پایان نامه خود اقدام نمایند.امید است که در این راه بتوانیم همواره مشاور و همراه شما باشیم .

در قسمت دفاعیه پایان نامه نیز نمونه پاورپوینت ارشد قرار داده هست که دانشجویان بتوانند جهت اماده سازی پاورپوینت دفاع پایان نامه استفاده نمایند.یک دفاع موفق منوط به مطالعه با دقت پایان نامه و رفع اشکال پایان نامه و سپس ارائه پاورپوینت با قسمت های پایان نامه همراه با آرامش در زمان دفاع می باشد.موسسه ادیب مشاور همواره در تمامی این مراحل در کنار شما عزیزان خواهد بود.

بيان مسأله

مقایسه کننده المانی است که دو ولتاژ و یا دو جریان آنالوگ را با هم مقایسه کرده و یک خروجی تولید می‌کند. این خروجی معادل یک عدد در حوزه دیجیتال می تواند بیان شود و بنابراین می‌توان گفت یکی از مهمترین کاربردهای مقایسه کننده تبدیل ورودی آنالوگ به معادل دیجیتال آن است. بنابراین بیان این که بلوک مقایسه کننده یکی از اصلی ترین بلوکها در طراحی مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال است، سخن گزافی نیست. به جرات می‌توان گفت، پس از تقویت کنندها، مقایسه کننده پرمصرفترین المان در طراحی مدارات آنالوگ و دیجیتال است. از دیگر کاربردهای این بلوک می‌توان به تشخیص دهنده‌های صفر، آشکار ساز عبور از صفر، شیفت دهنده سطح و نوع خاصی از نوسان سازها اشاره کرد. عملکرد این بلوک ظاهرا ساده مقایسه دو سطح ولتاژ و تولید یک خروجی است، اما عوامل مختلفی در تعیین خروجی و ایجاد خطا در طول عملکرد مدار تاثیر گذار می‌باشندکه باید در طراحی مد نظر قرار بگیرند. در انتخاب یک مقایسه کننده مناسب برخی پارامترها مهم‌تر جلوه می‌نمایند. از مهمترین این پارامترها می‌توان به سرعت و توان مصرفی اشاره نمود. یک مشکل کلاسیک که در طراحی هر مداری وجود دارد، موازنه بین سرعت و توان مصرفی است. سیستم های سریع از جمله مقایسه کنندها، برای داشتن سرعت بیشتر، ناچار به استفاده از ترانزیستورهای بزرگتر می باشند که این عامل خود سبب افزایش توان مصرفی خواهد شد. لذا در طراحی باید دقت شود که متناسب با کاربرد مقایسه کننده، سریعترین و کم مصرف‌ترین طرح پیاده شود. مشکل دیگری که در

طراحی مقایسه کنندها وجود دارد، هیسترزیس خروجی است. به این معنی که در هر مقایسه کننده، حالت خروجی زمانی تغییر می‌کند که اختلاف بین دو ورودی از حدود صفر عبور کند. یعنی دو ورودی با هم برابر شده و یکی از دیگری بزرگتر شود. در این حالت خروجی متناسب تغییر خواهد کرد. حال نوسانات کوچک ولتاژ در ورودی که همیشه وجود دارد و ناشی از نویز ورودی است باعث تغییر حالت مداوم خروجی خواهد شد. برای جلوگیری از این امر، یک بازه هیسترزیس کوچک در حد چند میلی ولت در طراحی برای خروجی مد نظر قرار می‌گیرد. بنابراین یکی دیگر از مشکلات طراحی وجود نویز و راهکاری برای کاهش آن خواهد بود. مورد دیگر تعیین ساختار خروجی است. از آنجا که خروجی دارای دو سطح از ولتاژ به عنوان سطوح منطقی صفر و یک خواهد بود، افت ولتاژ در خروجی،منتج به یک خروجی غیر قابل اعتماد خواهد شد. در ساختارهای طراحی شده با ترانزیستورهای دوقطبی، این افت ولتاژ بیشتر مطرح است. در مقابل ساختار طراحی شده با MOS این مشکل را کمتر خواهد داشت. اما دارای سرعت پایین تری خواهد بود. مقایسه کننده ها ساختارهای متفاوتی دارند که عبارتند از[1]:

  1. مقایسه کننده های حلقه باز: مقایسه کننده های حلقه باز یا مقایسه کننده های زمان پیوسته ، تقویت کننده های عملیاتی هستند که به خاطر دستیابی به پهنای باند بالا جبران سازی نشده اند تا پاسخ زمانی آنها بهبود یابد. این مقایسه کننده ها سرعت پایینی دارند. با افزایش بهره می توان سرعت را بهبود بخشید اما توان مصرفی افزایش می‌یابد.
  2. مقایسه کننده با یک طبقه pre-amplifier : این مقایسه کننده ها دارای یک طبقه تقویت کننده در ورودی می باشند. در نتیجه دارای سرعت بالا و ولتاژ آفست پایین در ورودی هستند. ایراد مدار توان مصرفی بالا در حالت استاتیک است.
  3. مقایسه کننده‌های دینامیکی latch شونده: این مدارهات دارای توان مصرفی استاتیکی بسیار پایینی هستند ولی در مقابل آفست بالایی دارند و تنها برای رزولوشنهای پایین مناسب هستند.

 

هدف از انجام این پروژه، طراحی یک مقایسه کننده ای است که مناسب جهت استفاده در یک مبدل آنالوگ به دیجیتال باشد.  این که چه ساختاری مناسب است، با توجه به نوع کاربرد مقایسه کننده  تعیین می‌گردد. مشخصه هایی که در طراحی باید مد نظر قرار بگیرند شامل سرعت، دقت ، بهره، آفست، نویز و سطح مدار می‌باشند. منابع خطای ساختار ارایه شده باید مشخص و راهکارهایی برای کاهش این خطاها پس از طراحی ارایه ‌شود.

 سوابق مربوط

در [2] یک مقایسه کننده ولتاژ QVC ارایه شده است. هدف از طراحی این نوع مقایسه کننده کاهش نویز تا حد ممکن است. این مقایسه کننده در یک مبدل آنالوگ به دیجیتال استفاده شده است. وجود نویز سبب کاهش خطینگی مبدل می‌شود. در طراحی QVC از دو مقایسه کننده استفاده شده که با هم سری شده اند و مشابه یک مقایسه کننده تنها عمل می کنند. سایز ترانزیستورها در این طرح به صورت سیستماتیک کاهش داده شده اند. نتیجه کاهش بسیار نویز در خروجی بوده است.

در[3] مقایسه کننده طراحی شده متشکل از دو زیر مقایسه کننده است. در طبقه اول از یک زیر مقایسه کننده دینامیکی با ورودی PMOS استفاده شده است. لذا سطح کامان مد ورودی را می‌توان کمتر انتخاب کرد که این طرح برای کاربردهای توان پایین مناسب خواهد بود. در طبقه دوم از زیر مقایسه کننده ای با ترانزیستورهای ورودی NMOS استفاده شده است که این امر برای افزایش ترارسانایی و سطح تقویت خروجی است و طرح را از داشتن سیگنال کلاک اضافی بی نیاز خواهد کرد.

در [4] یک مقایسه کننده کم توان با تاخیر کم ارایه شده است. در این طرح به منظور افزایش سرعت سوئیچینگ مقایسه کننده از تکنیک current aiding استفاده شده است. در این تکنیک جریانهایی با نسبت‌های متفاوت به گره خروجی اعمال شده و با تغییر منظم جریان خروجی، تاخیر مقایسه کننده تا حدودی جبران می‌شود. مقدار تفاوت جریان در گره‌های خروجی تخمین زده شده و پس از تقویت به خروجی لچ SR فرستاده می‌شود. با استفاده از این تکنیک، خروجی عاری از خطا حاصل می‌گردد. توان مصرفی نیز کاهش می‌یابد.

در [5] از یک شاخه کمکی در کنار یک مقایسه کننده معمولی استفاده شده است. یک مقایسه کننده برای داشتن عملکرد سریع، نیاز به جریان بزرگی دارد و این جریان در واقع تعیین کننده سرعت بلوک است. شاخه کمکی استفاده شده در این طرح جبران کننده کمبود جریان در ورودی لچ استفاده شده است. به عبارتی ساختار اصلی با جریان پایین تری بایاس می‌شود تا توان مصرفی پایین کمتری داشته باشد و مابقی جریان مورد نیازتوسط شاخه کمکی جبران می‌گردد. این ساختار در مقایسه با ساختاری با جریان برابر دارای توان مصرفی کمتری است.

در  [6] یک  طرح مناسب از مقایسه کننده برای کاربردهای سریع و توان پایین نظیر کاربردهای پزشکی ارایه شده است. این مقایسه کننده مشتمل بر سه طبقه است.  طبقه اول یک پیش تقویت کننده است که ورودی تفاضلی را دریافت می‌کند. تمامی ترانزیستورهای این طبقه در ناحیه زیر میکرون کار می‌کنند. در نتیجه با ولتاژ پایین بایاس می‌شوند از آنجا که بخش عمده توان مصرفی مقایسه کننده مربوط به این قسمت از مدار است، با این ساختار توان را می توان تا حد مناسبی کاهش داد. در طبقه دوم یک لچ قرار دارد که ورودی دیفرانسیل طبقه اول را دریافت می کند. ترانزیستورهای این طبقه نیز در ناحیه زیر میکرون بایاس می‌شوند. در طبقه آخر یک تقویت کننده قرار داده شده است که وظیفه ایجاد جریان بایاس بزرگ و تبدیل دو خروجی به یک خروجی را دارد. ترانزیستورهای این طبقه در ناحیه اشباع بایاس می‌شوند. این تکنیک برای کاهش توان مصرفی و افزایش سرعت مناسب است.

در [7] نیز از ساختار سه طبقه استفاده شده است. طبقه اول یک پیش تقویت کننده است. طبقه دوم ساختاری با فیدبک مثبت است که تصمیم می‌گیرد که کدام ورودی بزرگتر است و در طبقه آخر یک بافر

قرار داده شده است. طبقه پیش تقویت کننده برای بهبود حساسیت مقایسه کننده است تا کوچکترین ورودی را بتواند تشخیص دهد. از طرفی این طبقه ورودی را از نویز سوئیچینگ طبقه دوم ایزوله می‌کند و مانع از انعکاس نویز به ورودی می‌شود. بافر خروجی هم برای تقویت سیگنال به محدوده سیگنال دیجیتال و تعیین خروجی منطقی روی 0 و VDD قرار داده شده است.

در [8] مقایسه کننده کم ولتاژ از نوع احیا کننده کلاک مورد بحث قرار داده شده است. این مقایسه

کننده دارای مزایای زیادی است. اولا که توان استاتیکی تلفاتی در حد صفر دارند. همچنین دارای امپدانس ورودی بالایی هستند که این امر باعث بهبود ترارسانایی سیستم می‌شود و سیستم را در مقابل نویز و آفست ولتاژ تقویت می‌کند. این تکنیک بر روی مقایسه کننده هایی با دو جریان انتها پیاده شده و نتایج خوبی از نظر توان و سرعت حاصل شده است.

در [9] ساختار کم مصرفی از مقایسه کننده ارایه شده است. اساس طراحی بر پایه آیینه های جریان، یک پیش تقویت کننده و یک ساختار فیدبک مثبت  است. برای کاهش امپدانس ورودی از تکنیک گیت شبه شناور استفاده شده است. برای اینکه مدار در ولتاژ پایین تر از منبع کار کند، تکنیک bulk-driven استفاده شده است که با اعمال ولتاژ به بالک، ترانزیستور  را با ولتاژ پایین تر درایو میکنند. در نتیجه توان مصرفی کاهش می یابد.  فیدبک مثبت برای افزایش بهره و سرعت کل سیستم استفاده شده است.

در [10] مقایسه کننده ای بر اساس ساختار بونسوبهاک ارایه شده است. این مقایسه کننده ها به صورت master و slave و توسط دو سیگنال کلاک مکمل یکدیگر کنترل می‌شوند. مقایسه کننده master نه تنها اختلاف ولتاژ را براساس جریان ورودی تولید می‌کند، بلکه ترمینال ورودی را از سیگنال خروجی ایزوله میکند که این خود باعث عدم انعکاس نویز از خروجی به ورودی می‌شود. مقایسه کننده slave برای بازتولید سیگنال دیجیتال از خروجی مقایسه کننده master استفاده می‌شود. استفاده از یک مقایسه کننده لچ دار استاتیک به عموان master و یک مقایسه کننده دینامیکی به عنوان slave که توان استاتیکی تلفاتی صفر دارد، باعث شده این ساختار دارای توان مصرفی پایین و در عین حال سرعت بالا باشد.

 فرضیه ها

 

-ساختار مقایسه کننده با طبقه پیش تقویت کننده دارای دقت و سرعت مناسب برای مبدل آنالوگ به دیجیتال است.

-ترکیب ساختار مقایسه کننده دینامیک و  ساختارهای چند طبقه می‌تواند دارای سرعت و دقت بالا باشد.

-به منظور کاهش توان مصرفی، با اعمال تکنیکهایی می‌توان توان مصرفی استاتیکی را کم کرد.

 

اهداف

ارایه ساختاری جدید از مقایسه کننده مناسب برای استفاده در ساختمان مبدل آنالوگ به دیجیتال

- استفاده از مقایسه کننده طراحی شده در کاربردهای مخابراتی

 شرح کامل روش کار و انجام این تحقیق

 

در مرحله اول کلیه منابع مورد نیاز جمع­آوری می­شود. این منابع شامل کتب، مقالات داخلی  و خارجی، پایان‌نامه‌ها و کنفرانسهای داخلی و خارجی است.

مرحله دوم بررسی منابع جمع ‌آوری شده است. مطالعات اولیه در رابطه با موضوعات مشابه، استخراج نکات کلیدی، بررسی چالش­های پیش­رو در کارهای انجام شده و جمع­بندی مطالب فوق است که دید مختصری در رابطه با هدف پایان‌نامه ارائه می‌دهد.

مرحله سوم انتخاب طرح کلی پایان‌نامه است. البته این طرح فقط به عنوان طرح اولیه است ولزوماً به معنای طرح نهایی نیست. در صورتی که بررسی منابع به درستی انجام شود طرح اولیه می‌تواند به درستی تعیین شود.

مرحله چهارم به عنوان اصلی­ترین مرحله در اجرای پروژه است. زیرا چالش­های اساسی در این مرحله پیش خواهد آمد. در این مرحله ابتدا محاسباتی مقدماتی انجام گشته و سپس با اعمال شبیه‌سازی‌های مختلف سعی بر آن خواهد بود تا پروژه در راستای هدف تعیین شده پیش برود. هر زمان که لازم باشد تغییراتی در طرح پروژه باید اعمال شود.

مرحله آخر جمع بندی کارهای انجام شده است. لازم به توضیح است که نگارش پایان‌نامه همزمان با اجرای هر مرحله باید انجام پذیرد و در انتها کلیه مطالب نوشته شده جمع آوری و در قالب استاندارد پایان‌نامه گردآوری شود . استفاده از روش شبیه سازی عددی به صورت مرحله به مرحله با استفاده از نرم افزار.

 

روش گردآوري اطلاعات ( ميداني ، كتابخانه ‌اي و غيره ):

کتابخانه ای و اینترنتی

روش تجزيه و تحليل اطلاعات و روشهاي آماري(كامل توضيح داده شود):

محاسبات اولیه و سپس شبیه ­سازی با استفاده از نرم افزار

مشاوره تخصصی انجام پایان نامه ارشد

یکی از مهمترین وظایف دانشجویان در مقاطع تحصیلات تکمیلی (کارشناسی ارشد و دکتری) انجام پایان نامه می باشد. فقر اساتید خبره در زمینه های مختلف علمی تحقیقاتی در برخی دانشگاه های داخلی و خارجی موجب سردرگمی دانشجویان عزیز گردیده است، موسسه ادیب مشاور مفتخر است که در پاسخ به این نیاز طی ده سال فعالیت به تعداد بیشماری از دانشجویان ارشد و دکتری خدمات مشاوره تخصصی ارايه داده است.

به طور کلی انجام پایان نامه کاری زمان بر است که دانش و تجربه زیادی نیازمند است. موسسه ادیب مشاور با چندین سال تجربه در عرصه مشاوره و با در اختیار داشتن متخصصین و اساتیدی با تجربه آماده مشاوره و آموزش پایان نامه در کلیه رشته های دانشگاهی می باشد.

علاوه بر این موسسه ادیب مشاور، در زمینه شبیه سازی مقالات، پایان نامه ها و انجام پروژه ها با برنامه نویسی نیز به دانشجویان کشور عزیزمان خدمات لازم را ارائه می کند. این خدمات شامل تحلیل آماری، پیاده سازی با انواع نرم افزارهای مهندسی، برنامه نویسی با انواع زبان های برنامه نویسی و تهیه پرسش نامه می شود.

به طور کلی سر فصل های خدمات موسسه ادیب مشاور عبارتند از:

مشاوره پروپوزال در رشته مدیریت، حسابداری، مهندسی برق قدرت، مهندسی برق الکترونیک، مهندسی کامپیوتر و روانشناسی و دیگر رشته ها

مشاوره پایان نامه در رشته مدیریت، حسابداری، مهندسی برق قدرت، مهندسی برق الکترونیک، مهندسی کامپیوتر و روانشناسی و دیگر رشته ها

استخراج مقاله از پایان نامه در رشته مدیریت، حسابداری، مهندسی برق قدرت، مهندسی برق الکترونیک، مهندسی کامپیوتر و روانشناسی و دیگر رشته ها

انجام پایان نامه کامپیوتر، پروپوزال مهندسی کامپیوتر