Optimale Kondensatorschaltalgorithmen für Analog-Digital-Wandler (ADC) nach dem sukzessivem Approximationsverfahren (SAR)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Steffen Paul, seit 5/2020
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 389481053

Für die Analog-Digitalwandlung bei mittleren Abtastraten und geringem Energieverbrauch werden heute oft Wandler nach dem Prinzip der sukzessiven Approximation eingesetzt. Diese Wandler enthalten drei Basisfunktionen: das Laden der Kondensatoren, die Umverteilung der Ladung im Kapazitätsarray und der Vergleich von Spannungen. All diese Funktionen verbrauchen Energie, wobei der Ladungsumverteilungs-DAC zusammen mit seiner digitalen Steuerung den größeren Anteil benötigt. Die optimale Kondensatorladung aus einer Energiequelle bietet großes Potenzial zum Energiesparen. In diesem Vorhaben möchten wird der Entwurf eines optimalen Spannungsverlaufs mit neuartigen Schaltschemas im Kondensatorarray kombiniert. Darüber hinaus werden Randbedingungen der Schaltungsimplementierung mit berücksichtigt. Der Vergleich verschiedener Lösungen erfordert die Definition einer neuen Leistungszahl, die auch Energieverbrauch, Linearität und Geschwindigkeit berücksichtigt Eine prototypische Schaltungsrealisierung zeigt die Leistungsfähigkeit der vorgeschlagenen neuen Lösungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Dmitry Osipov, bis 4/2020