Diseño de un convertidor analógico digital sigma-delta para aplicaciones portátiles

Abstract

El procesamiento y manipulación digital de señales analógicas, ha sido una técnica en constante crecimiento, debido al continuo desarrollo de procesadores robustos, tales como lo son FF.PP.GG.AA, DD.SS.PP, microcontroladores, etc; y en especial, cuando de una aplicación de audio se trata. Es por esto, que el diseño de interfaces analógico-digital ha tomado una creciente importancia, obligando al desarrollo de convertidores de gran resolución, y bajo consumo de potencia. Por lo tanto, en este proyecto se presenta el diseño de un convertidor analógico-digital ZA, enfocado a una aplicación de procesamiento de audio portátil. Este trabajo comienza con la descripción de cada una de las arquitecturas de convertidores YA, abarcando desde los sistemas con realimentación distribuida, hasta moduladores en cascada con etapas feedforward. De cada una se resaltan su principales ventajas y desventajas para su implementación, en un sistema de audio portátil. Seguido a esto, se procede con la descripción a nivel circuital de cada uno de los bloques que conforman el modulador. Además, se utiliza la programación geométrica como estrategia de diseño para los amplificadores y comparadores de voltaje, enfocada en el bajo consumo de potencia. Finalmente, el diseño del convertidor es validado por medio de simulaciones y análisis estadístico tipo Monte Carlo, incluyendo los modelos propios de la tecnología C35B4C3 de Austrian MicroSystems, lo que demuestra la robustez del circuito ante variaciones del proceso de fabricación. Además, el convertidor cumple con el estándar AC97 desarrollado por la compañía INTEL.