Configurable analog functions

Abstract

In the past few decades, digital implementations have exerted significant influence in the field of telecommunications, especially when it comes to signal processing. However, the current drive to increase very significantly the bandwidth of the signals involved, and to considerably reduce the power dissipated by the devices, highlights the limitations of digital technology for a considerable range of applications. Thus, recently the need has arisen to implement functions in analog form, since they do not require a sampling process of the signals, and are potentially able to perform with lower power consumption and higher bandwidth. This dissertation presents a detailed overview of the operation of analog processing cells. The various elements that form the circuit and their impact on overall performance are explained. Then, an input signal is applied to both cells and both the output signal and the configurability of the cell, determined by various configurable voltage points in the circuit itself, are analysed. Finally, attention is paid to the bandwidth characteristics of the cells, a crucial metric for evaluating their performance.

Nas últimas décadas, as implementações digitais têm dominado amplamente a área de telecomunicações, especialmente no que diz respeito ao processamento de sinal. No entanto, a tendência atual para aumentar substancialmente a largura de banda dos sinais envolvidos e reduzir consideravelmente a potência dissipada pelos dispositivos, salienta as limitações da tecnologia digital para uma gama considerável de aplicações. Assim, recentemente, surgiu a necessidade de implementar funções de forma analógica, uma vez que estas não requerem um processo de amostragem dos sinais e são potencialmente capazes de operar com menor consumo de energia e maior largura de banda. Esta dissertação apresenta uma visão detalhada do funcionamento de células de processamento analógico. São explicados os vários elementos que formam o circuito e o seu impacto no desempenho global. De seguida, aplica-se um sinal de entrada a ambas as células e analisa-se tanto o sinal de saída como a configurabilidade da célula, determinada por vários pontos de tensão configuráveis no próprio circuito. Finalmente, é dada atenção às características da largura de banda das células, uma métrica crucial para avaliar o seu desempenho.