Conversor digital para o tempo do tipo Vernier implementado em FPGA

dc.creatorVilmondes Ribeiro Silva
dc.date.accessioned2025-02-18T17:12:12Z
dc.date.accessioned2025-09-09T01:17:01Z
dc.date.available2025-02-18T17:12:12Z
dc.date.issued2025-01-15
dc.description.abstractThis work presents a Digital-to-Time Converter (DTC) based on a low-cost FPGA platform, employing the Vernier with oscillators architecture. A DTC is a circuit that converts digital information into a very accurate time output. This work is implemented on an Altera Cyclone III FPGA chip and features tunable resolution through the period ratio between two PLL-generated signals. The linearity of the system was measured for a resolution of 990 ps, showing DNL and INL values of -0.41 to +0.54 LSB and -0.82 to +0.17 LSB, respectively. The proposed Vernier DTC has a range of 99 ns and an estimated power consumption of 89 mW. Furthermore, measurements demonstrate that the system achieves a maximum resolution of 12.5 ps, utilizing only 2% of the FPGA resources. Additionally, the logical and physical synthesis of the proposed design was carried out using a commercial 350 nm CMOS technology, and the estimated power consumption and silicon area are 1.75 mW, and 237 µm x 190 µm, respectively.
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.description.sponsorshipOutra Agência
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/80187
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/pt/
dc.subjectEngenharia elétrica
dc.subjectProcessamento de sinais
dc.subjectConversores digitais
dc.subject.otherconversor digital para o tempo
dc.subject.otherDTC baseado em plataforma FPGA
dc.subject.otherprincípio Vernier para DTC
dc.subject.othercircuitos em modo de tempo
dc.titleConversor digital para o tempo do tipo Vernier implementado em FPGA
dc.title.alternativeVernier digital-to-time converter implemented in FPGA
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor-co1Tomás Perpétuo Corrêa
local.contributor.advisor1Dalton Martini Colombo
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0909961438322138
local.contributor.referee1Luciana Pedrosa Salles
local.contributor.referee1Hilton de Oliveira Mota
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0625839542352772
local.description.resumoNeste trabalho, é apresentado um Conversor Digital para Tempo (DTC) baseado em uma plataforma FPGA de baixo custo, utilizando a arquitetura Vernier com osciladores. Um DTC é um circuito que converte informações digitais em um sinal de tempo altamente preciso. O DTC Vernier proposto foi implementado em um chip FPGA Altera Cyclone III e possui resolução ajustável por meio das relações entre os períodos de dois sinais periódicos. A linearidade do sistema foi medida para uma resolução de 990 ps, com valores de Não Linearidade Diferencial variando entre -0,41 e +0,54 LSB, e de Não Linearidade Integral entre -0,82 e +0,17 LSB. O sistema possui um Faixa de tempo total de 99 ns e um consumo de energia estimado em 89 mW. Além disso, as medições demonstraram que o sistema atinge uma resolução máxima estimada em 12,5 ps, utilizando apenas 2% dos recursos do FPGA. Adicionalmente, a síntese lógica e física do circuito proposto foi realizada utilizando uma tecnologia CMOS comercial de 350 nm, com um consumo de potência estimado em 1,75 mW e uma área de silício de 237 µm x 190 µm.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8023-977X
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

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