ISBN 978-3-8439-1627-1

978-3-8439-1627-1, Reihe Informatik

Xiaoying Wang
Analog Circuit Design Approaches

154 Seiten, Dissertation Johann Wolfgang Goethe Universität Frankfurt/Main (2014), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Der Markt für Halbleiterprodukte zeichnet sich durch eine ständig steigende Komplexität aus. Effektive und robuste EDA (Electronic Design Automation) Tools sind beim automatischen Entwurf und der Beherrschung der Komplexität erforderlich. Ein wesentlich geringerer Automatisierungsgrad beim Entwurf von analogen Schaltungen im Vergleich zur Erstellung digitaler Schaltungen führt zu einer geringeren Entwurfsproduktivität und wird oft als Flaschenhals eines Gesamtprozesses bezeichnet. Der Grund hierfür liegt darin, dass der analoge Entwurf als wenig systematisch, eher heuristisch und intensiv wissensbasiert betrachtet wird. Er fordert langjährige Erfahrungen und Expertenwissen.

Im Rahmen dieser Arbeit werden zwei methodische und systematische Syntheseverfahren erstellt, wobei analoges Schaltungsentwurfswissen und -erfahrungen umgesetzt wurden. Die Verfahren werden in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt: Eines dieser Verfahren hat mit einer neuen Idee, die sich darauf fokussiert, analoge Grundbausteine abstrakt darzustellen, begonnen. Es eignet sich als Synthesetool für lineare Schaltungen. Unter einer linearen Schaltung wird in dieser Arbeit die lineare zeitinvariante Schaltung, die sich um einen Arbeitspunkt linearisiert und mit einer Übertragungsfunktion im Frequenzbereich beschrieben werden kann, bezeichnet. Ein weiteres Verfahren basiert auf einer hierarchischen Struktur als Vorlage zur Synthese der analogen Multiplizierer. Ein Multiplizierer ist eine nichtlineare Schaltung, die das Produkt zweier analoger Signale bildet. Im Bereich hoher Frequenzen wird dieser häufig als Mischer zur Frequenzumsetzung verwendet.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die beide Syntheseverfahren folgende Gemeinsamkeiten haben: sie legen Wert auf eine hierarchische Realisierung der analogen Schaltungen, indem ein schneller Überblick und ein erster Eindruck des Schaltungsaufbaus gewonnen wird; sie bieten methodische und systematische Suchverfahren, um den Entwurfsraum effektiv zu explorieren; sie folgen einem durchgängigen top-down Entwurfsprozess mit Topologiegenerierung, Topologieselektion und Dimensionierung; sie realisieren jeweils eine prototypische Implementierung für ihre Anwendungsgebiete.