A. Torralba Nov. 2006 Antonio Torralba Dpto. de Ingeniería Electrónica, Escuela Superior de Ingenieros de Sevilla Master en Ingeniería Electrónica. Asignatura.

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1 A. Torralba Nov. 2006 Antonio Torralba Dpto. de Ingeniería Electrónica, Escuela Superior de Ingenieros de Sevilla Master en Ingeniería Electrónica. Asignatura Microelectrónica Analógica torralba@gte.esi.us.es torralba@gte.esi.us.es TEMA: Circuitos Integrados de Capacidades Conmutadas (SC) INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto

2 A. Torralba Nov. 2006 Resistencia Equivalente SC INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto

3 A. Torralba Nov. 2006 Precisión alcanzable INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto Tol ABS (ω 0 ) = Tol ABS (R) + Tol ABS (C) ≈ ± 10 % Tol ABS (ω 0 ) = Tol REL (C/C) ≈ ± 0.1 - 0.2 %

4 A. Torralba Nov. 2006 Otros Circuitos SC INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto PARALELO R eq = Tc /C R eq = Tc /(Ca+Cb)R eq = Tc /4C SERIE SERIE/PARALELOBILINEAL

5 A. Torralba Nov. 2006 INTEGRADORES SC INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto INT. PARALELO Inversor Emula R Negativa Tiene retraso Equivale Apr. FE + – + – + – – + – + – + INT. SERIE Inversor Emula R Positiva No tiene retraso Equivale Apr. BE

6 A. Torralba Nov. 2006 Mag. y Fase Int. Insens. a Parásitos Integradores SC Tiempo Continuo Tiempo Continuo y SC Serie H (21) SC Paralelo H (11) SC Paralelo H (12) SC Serie H (22) INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto

7 A. Torralba Nov. 2006 Aproximación Bilineal Resulta interesante comparar con la Aproximación Bilineal a un Integrador Continuo en el Tiempo INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto

8 A. Torralba Nov. 2006 Una Capacidad en Tecnología CMOS INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto

9 A. Torralba Nov. 2006 Insensibilidad a Parásitos INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto + – + – + – + – A B Las capacidades parásitas no intervienen en la función de transferencia

10 A. Torralba Nov. 2006 INTEGR. SC INSENS. A PARASITOS INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto INT. PARALELO No Inversor Emula R Negativa Tiene retraso Equivale Apr. FE + – + – + – A B – + – + – + INT. SERIE Inversor Emula R Positiva No tiene retraso Equivale Apr. BE

11 A. Torralba Nov. 2006 Diagrama Flujo de Integradores SC Permite el análisis de circuitos SC de una manera sencilla SC Paralelo SC Serie INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto

12 A. Torralba Nov. 2006 Sección Genérica de Primer Orden INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto Supuesto V 2 sólo cambia en la fase par: V 2 o (z) = V 2 e (z) z -1/2

13 A. Torralba Nov. 2006 Sección Genérica de Primer Orden INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto Compartiendo interruptores Si, además v 2 sólo cambia en  e

14 A. Torralba Nov. 2006 Sección Genérica de Primer Orden INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto Requiere inversión en single-ended un opamp adicional no hay problema en una implementación diferencial. Si, empleamos la aproximación Bilineal sobre un integrador

15 A. Torralba Nov. 2006 Sección Genérica de Segundo Orden INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto Partimos del bucle básico de 2º orden

16 A. Torralba Nov. 2006 Sección Genérica de Segundo Orden INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto Sustituimos Resistencias positivas por Circuitos SC Serie Resistencias negativas por Circuitos SC Paralelo Condensadores por Condensadores Conmutados

17 A. Torralba Nov. 2006 Sección Genérica de Segundo Orden INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto Compartiendo Interruptores. FL (Fleischer-Laker)

18 A. Torralba Nov. 2006 Sección Genérica de Segundo Orden INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto Supuesto que la entrada sólo cambia en la fase 1

19 A. Torralba Nov. 2006 Procedimiento de Diseño INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto Partimos de la f.t. deseada en z Hacemos A=B=D=1 Resolvemos el denominador tomando E=0 (diseño tipo F) o F=0 (diseño tipo E) Resolvemos el numerador haciendo cero una de las capacidades de {I,J,K} y de {G,H,L}. Se resuelve el grado de libertad restante a criterio del diseñador Se ajusta el rango dinámico del primer opamp Se ajusta a la Capacidad Mínima (Desapareamiento/Ruido)

20 A. Torralba Nov. 2006 Método Exacto de diseño partiendo de unas especificaciones dadas INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto Si aplicamos la transformación bilineal a un filtro en tiempo continuo

21 A. Torralba Nov. 2006 Pre-plegado de frecuencias INDICE Introducción Integrad. SC Insens. Parás Diagr. Flujo Sec. 1 er orden Sec. 2 o orden Proc. Diseño Métod Exacto 1.Pre-plegamos especificaciones 2.Obtenemos la f.t. deseada en s con especificaciones pre- plagadas H ct (s) 3.Aplicamos transf. bilineal