Nome Matricola

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Matricola _____________________
ESAME DI FILTRI E CONVERTITORI
(Appello 06.07.05)
ESERCIZIO [10 punti]
Dato lo schematico del filtro presente in figura. Dove C1=C2=20pF, R1=5 k, R2=20 k
v
(a)
1
1
sinh 1  
N
 
(b)
a.
Determinare il tipo di filtro, l’ordine e la frequenza di taglio 0, dopo aver dimensionato opportunamente Ra ed Rb
affinché il guadagno Vout/Vin in banda risulti pari a 6dB - Figura (a) - [3 punti]
b.
Si vuole progettare un filtro del 3° ordine di tipo Butterworth avente le stesse specifiche del filtro di partenza per quanto
riguarda il guadagno in banda e la frequenza di taglio. Partendo dalla topologia illustrata in figura (a), fornire lo
schematico del circuito e dimensionare opportunamente la rete. [3 punti]
c.
Volendo realizzare un filtro del 3° ordine di tipo Chebyshev - Figura (b) -, avente un ripple nella banda passante di 1dB
e le stesse specifiche del filtro di partenza per quanto riguarda il guadagno in banda e la frequenza di taglio, calcolare la
posizione dei poli nel piano complesso. [4 punti]
DOMANDE DI TEORIA
1.
Per un convertitore Delta Sigma il modello lineare
a.
vale sempre
b.
vale solo se il sovra-campionamento è alto
c.
vale tanto più quanto più si aumenta il numero di livelli del quantizzatore
d.
vale solo se il quantizzatore ha due livelli
2.
Per convertitore Delta Sigma la distorsione
a.
è idealmente zero se il quantizzatore ha due livelli
b.
è idealmente zero se il quantizzatore ha infiniti livelli
c.
è indipendente dal matching dei componenti
d.
dipende dal matching dei componenti
3.
Per un convertitore Flash il problema della metastabilità
a.
aumenta al crescere del numero di stadi di amplificazione dei comparatori
b.
diminuisce al crescere del numero di stadi di amplificazione dei comparatori
c.
diminuisce al crescere del numero di latches usati nei comparatori
d.
aumenta al crescere del numero di latches usati nei comparatori
4.
In un convertitore pipeline a n bit
a.
il consumo degli stadi può essere scalato verso il basso andando dal primo verso l‘ultimo
b.
il consumo degli stadi non può essere scalato
c.
il consumo degli stadi può essere scalato verso il basso andando dall’ultimo verso il primo
d.
il consumo degli stadi può essere scelto arbitrariamente
5.
In un convertitore ad approssimazioni successive per un valore arbitrario del segnale
a.
la prima decisione del comparatore è la più critica
b.
l’ultima decisione del comparatore è la più critica
c.
non si può dire a priori quale decisione si la più critica
d.
tutte le decisioni sono ugualmente critiche
6.
In un convertitore ciclico
a.
il tempo minimo fra due conversioni è sempre minore della latenza
b.
il tempo minimo fra due conversioni è sempre maggiore della latenza
c.
il tempo minimo fra due conversioni è uguale alla latenza
d.
non si può dire a priori
7.
In un filtro Gm-C il transconduttore usato nel circuito di master per il controllo delle gm
a.
funziona con una tensione di ingresso nulla
b.
funziona con una tensione di ingresso uguale a VDD
c.
funziona con una tensione di ingresso minore di quella per cui la caratteristica tensione corrente diventa fortemente non
lineare
d.
funziona sempre con tensioni negative
8.
In un filtro Gm-C dimezzando le capacità connesse ai vari nodi dal progettista
a.
la banda del filtro si dimezza
b.
la banda del filtro si raddoppia
c.
la banda del filtro aumenta ma meno del doppio
d.
la forma della funzione di trasferimento cambia
9.
In un filtro Gm-C l’offset dei transconduttori
a.
aumenta se si aumentano tutte le gm
b.
non influenza la massima dinamica di tensione utile
c.
aumenta il rumore del filtro
d.
si riduce se si aumenta VDD
10. In un filtro Gm-C tenendo costante il rumore totale se si aumenta la banda
a.
aumenta l’area
b.
aumenta la potenza
c.
diminuisce l’area
d.
diminuisce la potenza
11. Un filtro Gm-C fully-differential a parità di performance rispetto ad uno single ended
a.
ha un’area doppia
b.
ha un’area metà
c.
ha un’area maggiore ma meno che doppia
d.
ha un’area minore ma più di metà (*)
12. In un filtro SC tenendo costante la posizione dei poli ed aumentando la frequenza del clock
a.
aumenta l’area
b.
diminuisce l’area
c.
non si può dire
d.
l’area non cambia
13. Un filtro SC può funzionare a tensione VDD minore se
a.
gli interruttori sono fatti con pMOS
b.
gli interruttori sono fatti con nMOS
c.
gli interruttori sono fatti con MOS di tipo n e di tipo p in parallelo
d.
indipendentemente dal tipo di interruttori usati
14. In un filtro SC aumentando la frequenza del clock a parità di funzione di trasferimento
a.
si complica il filtro antialias
b.
si semplifica il filtro antialias
c.
aumenta la banda richiesta agli operazionali del filtro
d.
aumenta lo slew rate richiesto agli operazionali del filtro
15. In un filtro SC raddoppiando la banda degli operazionali a parità di funzione di trasferimento
a.
aumenta la potenza dissipata
b.
aumenta la precisione nella posizione dei poli
c.
non si può dire se non si sa la topologia dell’operazionale
d.
nessuna delle risposte precedenti
16. In un filtro RC attivo le variazioni termiche e di processo
a.
non influenzano il guadagno a DC
b.
non influenzano la posizione dei poli
c.
possono essere compensate solo in modo discreto (digitale)
d.
sono impossibili da compensare anche parzialmente
17. Un filtro RC attivo è in grado di realizzare una banda passante
a.
maggiore di quella di un filtro Gm-C
b.
minore di quella di un filtro Gm-C
c.
più precisa di quella di un filtro SC
d.
meno precisa di quella di un filtro SC
18. Il numero di elementi attivi (operazionali o transconduttori) richiesti per realizzare una data funzione di trasferimento
a.
è maggiore per un filtro SC rispetto ad uno Gm-C
b.
è maggiore per un filtro RC attivo rispetto ad uno Gm-C
c.
è maggiore per un filtro differenziale rispetto ad uno single ended
d.
è maggore per un filtro Gm-C rispetto ad uno RC attivo
19. Un filtro di tipo Buttherworth a parità di ordine e di banda:
a.
È più selettivo di uno di Chebishev
b.
È meno selettivo di uno di Chebishev
c.
Non si può dire
d.
È meno selettivo di uno ellittico
20. Se si osserva il rumore in uscita da un filtro, la sua densità spettrale è:
a.
costante in frequenza
b.
“simile” alla funzione di trasferimento del filtro
c.
cresce al crescere della frequenza
d.
simmetrica rispetto alla frequenza di taglio