Zustandsvariablen- und Parameterschätzung in Sigma-Delta ADC's unter Nutzung von Kalman Filtern

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Maurits Ortmanns
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 190715610

Die Skalierung moderner Mikroelektronik stellt enorm zunehmende Herausforderungen für die analoge Schaltungstechnik dar, da neben dem Vorteil schnellerer Transistoren alle anderen Eigenschaften für die analoge Signalverarbeitung schlechter werden. Gleichzeitig steigen die Möglichkeiten der Digitaltechnik exponentiell. Daher ist ein stetiger Trend zu digital unterstützen, analogen Schaltungen zu erkennen. Sigma-Delta (ΣΔ) Analog-Digital Umsetzer (ADU) sind eine Schlüsselkomponente insbesondere in moderner Kommunikationselektronik. Problematischerweise sind die für schnelle Anwendungen bevorzugten zeitkontinuierlichen ΣΔ ADU sehr anfällig gegenüber Nichtidealitäten, die insbesondere in hochskalierten Technologien dominant werden. Korrektur oder Kalibrierung sind oft möglich, wenn genügend Information über das Systemverhalten vorläge – d.h. der klassische Systembeobachter ist von Nöten. Hier setzt das vorgeschlagene Projekt an, indem Kalman Filter als System-Schätzer untersucht werden sollen. Die zu untersuchende Methode wird eine Hintergrundkorrektur erlauben, die nach einer Systemcharakterisierung eine Verbesserung der Systemeigenschaften im Angesicht von unvermeidlichen Nichtidealitäten ermöglicht. Die Prinzipien werden zuerst für die ΣΔ ADU untersucht, und können danach auf weitere analoge Systeme angewandt werden, wie z.B. PLLs, Pipeline ADU, etc.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen