Análisis y diseño de un conversor analógico digital Sigma-Delta

Abstract

[ES] El objetivo de este Trabajo de Fin de Grado es analizar el diseño y la caracterización de un modulador de un convertidor Sigma-Delta en dos tecnologías diferentes. El convertidor sigma delta es un tipo de conversor analógico-digital utilizado en diversas aplicaciones, como comunicaciones, audio y sensores. El modulador es una parte esencial de este convertidor, encargado de realizar la conversión de señales analógicas a digitales. En este estudio, se ha comparado dos tecnologías de diseño de moduladores Sigma-Delta, explorando sus ventajas y desventajas en términos de rendimiento, velocidad y consumo de energía. Se llevó a cabo un análisis detallado de cada tecnología, incluyendo aspectos como el diseño de circuitos y sus topologías, diseño de circuitos de caracterización y análisis temporal y frecuencial. Además, se ha realizado una caracterización exhaustiva de los moduladores implementados, evaluando su desempeño y prestaciones en conjunto. Se realizó adicionalmente una mejora sobre los diseñados caracterizándolos y estudiando cómo se realiza dicha mejora con nuevas topologías como la expuesta en este documento. El estudio de esta práctica, permitirán comprender mejor las características y el rendimiento de los moduladores Sigma Delta además de ayudar a entender como funciona dentro de un sistema como el de un conversor analógico digital..

[EN] The objective of this document is to analyze the design and characterization of the modulator of a Sigma-Delta converter in two different technologies. The Sigma-Delta converter is a type of analog-to-digital converter used in various applications such as communications, audio, and sensors. The modulator is an essential part of this converter, responsible for converting analog signals to digital. In this study, two Sigma-Delta modulator design technologies will be compared, exploring their advantages and disadvantages in terms of performance, speed, and power consumption. A detailed analysis of each technology will be conducted, including circuit design and topologies, circuit characterization design, and temporal and frequency analysis. Furthermore, a comprehensive characterization of the implemented modulators will be performed, evaluating their performance and overall capabilities. Improvement will be made by characterizing and studying how it is achieved using new topologies as presented in this document. Studying this practice will provide a better understanding of the characteristics and performance of Sigma-Delta modulators, as well as help understand their functioning within an analog-to-digital converter system.