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Interfaz de sensor basada en frecuencia con compensación dinámica de desplazamiento

Autores: Zenebe, Mikias Belhu; Alemu, Getachew; De Smedt, Valentijn; Leroux, Paul

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Interfaz de sensor basada en frecuencia con compensación dinámica de desplazamiento


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Interfaces de sensores
Entornos de radiación
Oscilador controlado por voltaje
Algoritmo de calibración
Cancelación dinámica de desplazamiento intensivo digital
FPGA

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 32

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las interfaces de sensores deben ser robustas y precisas para muchas aplicaciones. Esto es más desafiante para los sistemas de sensores que operan en entornos de radiación debido a que la discrepancia entre los componentes aumenta como resultado de la dosis total de radiación ionizante absorbida (TID). En las interfaces de sensores basadas en frecuencia, la deriva de frecuencia del oscilador controlado por voltaje (VCO) puede crear un desplazamiento dinámico de la salida, errores de ganancia y linealidad a menos que se incluya un algoritmo de calibración. En este documento, se propone una técnica de cancelación de desplazamiento dinámico intensivo digital para un convertidor de sensor basado en VCO de lazo abierto, que se logra mediante ajustes periódicos al voltaje promedio de polarización central de uno de los VCO en una arquitectura diferencial, con el fin de hacer coincidir sus frecuencias centrales. Se desarrolló una simulación del modelo de comportamiento de la arquitectura propuesta y se realizó una implementación de hardware de todo el sistema en un FPGA emulando, con módulos digitales, las características de las dos salidas VCO moduladas con entradas diferenciales. Los resultados mostraron que el error de desplazamiento de salida se redujo de alrededor del 5% al 0.1% para una deriva relativa de los osciladores cercana al 10% del rango de ajuste, y el SNDR se mantuvo relativamente cuando se sometió a derivas relativas variables de VCO.

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