12 results on '"García Tormo, Albert"'
Search Results
2. Bandwidth extension techniques for high-efficiency power amplifiers
- Author
-
García Tormo, Albert, Poveda López, Alberto, Alarcón Cot, Eduard, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, and Alarcón Cot, Eduardo José
- Subjects
Amplificadors commutats ,Sistemas multi-nivell ,Amplificadors de potència ,Modulacions ,Enginyeria electrònica [Àrees temàtiques de la UPC] ,Anàlisis de senyal ,Electrònica de potència ,Sistemes de temps continu ,Modulació (Electrònica) ,621.3 - Abstract
Aquesta tesi tracta sobre amplificació de potència d'alt rendiment de senyals variables en el temps; concretament, tracta sobre conversió de potència eficient (amb mínimes pèrdues) de tensions DC continues en senyals de tensió no constants. Aquest tipus de conversió de potència està present en la majoria de dispositius electrònics d'ús quotidià, com ara telèfons mòbils i reproductors de música portàtils, així com també en dispositius d'alta potència com amplificadors d'àudio i estacions base de telefonia mòbil. Generalment l'energia està disponible en forma de tensió DC contínua (d'una bateria o d'una font d'alimentació). D'acord amb la informació a transmetre, aquesta energia s'ha de processar o transformar en un senyal variable en el temps de manera que, per exemple, es pugui convertir en àudio per un altaveu . La tendència de mercat és a reduir la mida i el pes dels dispositius electrònics i a oferir noves funcionalitats, incloent una llarga autonomia en dispositius alimentats per bateries. Millorar l'eficiència dels amplificadors de potència no només n'estendria l'autonomia, sinó que també permetria utilitzar dissipadors més petits i lleugers. Altres aplicacions com les d'alta potència o integrades també es beneficiarien de millores en l'eficiència dels amplificadors de potència. Els dispositius electrònics de processament de potència més eficients són els amplificadors commutats. Aquests utilitzen components reactius (bàsicament bobines i condensadors) per dur a terme un processament de potència idealment sense pèrdues, així com dispositius actius (transistors) controlats com interruptors (o bé tancats o bé oberts), per tal de controlar aquest procés. Tot i que es poden assolir eficiències molt altes amb amplificadors commutats, la precisió de seguiment pot no ser gaire bona. Es pot millorar la precisió de seguiment senzillament incrementant la freqüència de commutació (la freqüència a la qual es fan commutar els interruptors), tot i que, com que es requereix una certa quantitat d'energia per fer commutar cada interruptor (pèrdues de commutació), aquesta tècnica també deteriora l'eficiència de l'amplificador. Existeix doncs un comprimís entre la freqüència de commutació i la precisió de seguiment en els amplificadors commutats (compromís eficiència-distorsió). Els amplificadors commutats habitualment es dissenyen per treballar a una freqüència de commutació alta comparada amb l'amplada de banda que han de seguir. Mentre que amb aquesta estratègia de disseny (i tecnologia actual) es poden dissenyar amplificadors per seguir senyals de l'ordre de kHz, si s'aplica per seguir senyals de l'ordre de MHz, els amplificadors haurien de treballar a freqüències de commutació massa altes, inviables des del punt de vista de les pèrdues de commutació. Amb l'objectiu d'abordar el compromís entre distorsió i eficiència dels amplificadors commutats, aquesta tesi explora diferents tècniques per estendre l'amplada de banda relativa dels amplificadors commutats, és a dir, tècniques per reduir la relació entre la freqüència de commutació de l'amplificador i la seva amplada de banda de seguiment. Basant-se en una interpretació alternativa dels amplificadors commutats, com a procés de codificació i reconstrucció, les diferents tècniques d'extensió de banda que aquí s'exploren contemplen utilitzar modulacions alternatives, amplificació de potència multi-nivell, filtrat d'ordre elevat i polítiques de commutació millorades en els convertidors commutats. La caracterització de les prestacions en termes de freqüència de commutació, error de seguiment i robustesa davant no idealitats (incloent compatibilitat electromagnètica i acoblament entre canals) apunta la idoneïtat de l'amplificació de potència multi-nivell basada en moduladors asíncrons per dissenys que treballin a freqüències de commutació relativament baixes, és a dir, a freqüències de commutació comparables a l'amplada de banda del senyal a seguir i amplificar., This thesis is about power amplification of time-varying signals; more precisely, it is about efficient power conversion, i.e. with minimum losses, of DC constant voltages into non-constant voltage signals. This kind of power conversion is quite common in power-management circuits and electronics in general. It is present in most everyday use electronic devices, including mobile phones, portable audio players and routers, as well as in high-power devices such as audio amplifiers and wireless base stations. In most electronic devices, whether portable or not, the energy is available as DC constant voltage (typically from a battery or a power supply). According to the information to transmit, this energy must be processed or transformed into a time-varying analogue signal so that, for instance, it can be directly converted into audio by a speaker or radiated by an antenna. The market trend is to reduce the size and weight of electronic devices whilst offering new or enhanced functionalities, including long autonomy in battery-powered devices (mainly portable). Improving the efficiency of power amplifiers not only extends the autonomy, but also allows using smaller and lighter heatsinks. Other applications such as high-power or embedded would also benefit from efficiency improvements of switching amplifiers. The most efficient power-processing electronic devices are switching amplifiers. Switching amplifiers use reactive components (mainly inductors and capacitors) to perform an ideally lossless power processing, and active devices (transistors) driven as switches, either ON or OFF, to control this process. Whilst very high efficiencies can be achieved with switching amplifiers, their tracking fidelity may not be very high. The tracking fidelity can be improved by simply increasing the switching frequency (i.e. the frequency at which the active devices are driven), although, provided that a certain amount of energy is required to switch the state of each active device (switching losses), this technique also degrades the efficiency of the amplifiers. Therefore, there exists a trade-off between switching frequency and tracking fidelity in switching amplifiers (efficiency-distortion trade-off). Switching amplifiers are typically designed using a high switching frequency compared to the amplifier's tracking bandwidth. Whilst this design strategy leads to feasible designs for kHz-bandwidth applications (using state-of-the-art technology), when applied to MHz-bandwidth applications, it leads to designs operating at very high switching frequencies, unfeasible with regard to switching losses. With the scope of addressing the efficiency-distortion trade-off of switching amplifiers, this thesis explores different techniques to extend the relative bandwidth of switching amplifiers, i.e. techniques to reduce the ratio of the amplifier's switching frequency to the amplifier's tracking bandwidth. Based on an alternative interpretation of switching amplifiers, as an encoding-reconstruction process, the different bandwidth extension techniques consider using alternative modulations, multi-level power amplification, high-order filtering and enhanced switching policies in the switching converter. The performance characterisations in terms of switching frequency, tracking error and robustness against non-idealities (including electromagnetic compatibility and crosstalk) points out the suitability of multi-level power amplification based on asynchronous modulators for designs operating at relatively low switching frequencies, i.e. at switching frequencies in the same range than the bandwidth of the signal to track and power amplify.
- Published
- 2011
3. Multi-level asynchronous Sigma Delta modulators for wideband switching power amplifiers
- Author
-
García Tormo, Albert, Poveda López, Alberto, Alarcón Cot, Eduardo José, Guinjoan Gispert, Francisco, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, and Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits
- Subjects
Power amplifiers ,Amplificadors de potència ,Sigma-delta modulation ,Enginyeria electrònica::Electrònica de potència [Àrees temàtiques de la UPC] ,Convertidors de corrent elèctric ,DC-AC converters - Abstract
This work extends the Asynchronous ΣΔ Modulator and its Adaptive version to multi-level modulators, targeting wideband high-efficiency switching power amplifiers. The performance of these modulators is compared with the multi-level Pulse Width Modulator, the most common modulator in multilevel switching power amplifiers. Behavioural model simulation results show that, unlike the multi-level PWM (which can only be used at high switching frequencies), the Asynchronous ΣΔ Modulators can also be used at average switching frequencies close to the signal bandwidth. At high switching frequencies, the performance of all the modulators is similar. The Asynchronous ΣΔ Modulators have further and more important advantages, such as high PSRR (even at the input signal frequency), the ability of handling non-regular distributed voltage levels, or a low ratio between the average switching frequency and the maximum instantaneous switching frequency.
- Published
- 2010
4. Wideband Efficient Amplifiers for On-Chip Adaptive Power Management Applications
- Author
-
Marco, Lázaro, primary, Yousefzadeh, Vahid, additional, García-Tormo, Albert, additional, Poveda, Alberto, additional, Maksimović, Dragan, additional, and Alarcón, Eduard, additional
- Full Text
- View/download PDF
5. A study on multi-level PWM and asynchronous Sigma Delta modulations for enhanced bandlimited signal tracking in switching power amplifiers
- Author
-
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits, Universitat Politècnica de Catalunya. SEPIC - Sistemes Electrònics de Potència i de Control, García Tormo, Albert, Poveda López, Alberto, Alarcón Gallo, Eduardo, Guinjoan Gispert, Francisco, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits, Universitat Politècnica de Catalunya. SEPIC - Sistemes Electrònics de Potència i de Control, García Tormo, Albert, Poveda López, Alberto, Alarcón Gallo, Eduardo, and Guinjoan Gispert, Francisco
- Abstract
This work deals with multi-level switching amplifiers, in the context of high-efficiency power amplification for signal tracking applications. In particular, this paper evaluates the reduction in the error signal's power due to multi-level power amplification (compared to conventional two-level amplifiers) and compares the performance of two multi-level pulse modulations: PWM and Asynchronous ${{Sigma}} {{Delta}}$ Modulation. First the intrinsic bandwidth limits of multi-level switching amplifiers are inferred, to clearly state the advantages and limitations of multi-level power amplification. From the existing analyses of Pulse Width Modulation already reported in the literature, PWM is herein extended to multiple levels based on an equivalent representation, which allows to derive a closed expression for the power spectrum of multi-level PWM in bandlimited signal tracking. The Asynchronous ${{Sigma}} {{Delta}}$ Modulation is extended to multiple levels and the resulting multi-level encoding algorithm is analyzed in both time and frequency domains. The performance of both modulations is characterized and compared at different operating frequencies and using different number of levels. The main outcomes of this in-depth characterization show that, if the switching frequency is high enough, the tracking error is independent of the modulation and the switching frequency, i.e., it only depends upon the number of levels, which points out the suitability of asynchronous modulations for relatively low switching frequencies (compared to the number of levels)., Peer Reviewed, Postprint (published version)
- Published
- 2013
6. Continuous-time CMOS adaptive asynchronous sigma-delta modulator approximating low-fs low-inband-error on-chip wideband power amplifier
- Author
-
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. AHA - Arquitectures Hardware Avançades, Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits, Alarcón Cot, Eduardo José, Fernández, Diego, García Tormo, Albert, Madrenas Boadas, Jordi, Poveda López, Alberto, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. AHA - Arquitectures Hardware Avançades, Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits, Alarcón Cot, Eduardo José, Fernández, Diego, García Tormo, Albert, Madrenas Boadas, Jordi, and Poveda López, Alberto
- Abstract
A mixed-signal continuous-time-processing standard CMOS implementation of an asynchronous sigma-delta modulator aimed to drive a switching amplifier operating as an on-chip wideband adaptive power supply is presented in this work. The paper first briefly discusses the fundamental limit tracking capabilities of a two-level switching signal to inband-error-free track a bandlimited signal with minimum average switching frequency. It is argued the adequacy of an adaptive asynchronous sigma-delta modulator (AAΣΔ) to approximate such fundamental characteristics. The second part of the paper presents mixed-signal design details of the various subcircuits implementing a CMOS low-power digitally-programmable AAΣΔ modulator, with 7 MHz average switching frequency operation and 1000 µm × 640 µm area occupancy., Peer Reviewed, Postprint (published version)
- Published
- 2011
7. Fundamental modulation limits for minimum switching frequency inband-error-free high-efficiency power amplifiers
- Author
-
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits, García Tormo, Albert, Poveda López, Alberto, Alarcón Cot, Eduardo José, Guinjoan Gispert, Francisco, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits, García Tormo, Albert, Poveda López, Alberto, Alarcón Cot, Eduardo José, and Guinjoan Gispert, Francisco
- Abstract
This paper explores the modulation bandwidth limits for switching amplifiers, by analyzing the fundamental tracking capabilities of two-level switching signals. With this aim, this work synthesizes two-level switching signals by obtaining the distribution of switching events providing both minimum average switching frequency and inband-error-free encoding, targeting to minimize the amplifier switching losses when tracking a generic bandlimited signal. This analysis also provides a framework reference to characterize the deviation from such limit in modulations used in actual amplifiers., Peer Reviewed, Postprint (published version)
- Published
- 2011
8. A grounded-output 5-switch bipolar buck-boost converter topology for switching power amplifiers
- Author
-
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits, García Tormo, Albert, Poveda López, Alberto, Alarcón Cot, Eduardo José, Guinjoan Gispert, Francisco, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits, García Tormo, Albert, Poveda López, Alberto, Alarcón Cot, Eduardo José, and Guinjoan Gispert, Francisco
- Abstract
This work presents a switching converter topology which can boost and step down the supply voltage and can deliver both positive and negative voltages to a grounded load (bipolar converter topology with non-floating output). This topology, which uses five switches to perform the power conversion, is mostly intended for switching amplifiers, especially for applications which require both boosting and inverting the supply voltage (to supply bipolar voltage signals), and/or EMI-sensitive applications. Using a single-stage switching amplifier based on this 5-switch topology, it is feasible to supply a grounded load with a symmetrical bipolar voltage signal whose magnitude extends up to several times the magnitude of the supply voltage., Peer Reviewed, Postprint (published version)
- Published
- 2011
9. Bandwidth extension techniques for high-efficiency power amplifiers
- Author
-
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Poveda López, Alberto, Alarcón Cot, Eduardo José, García Tormo, Albert, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Poveda López, Alberto, Alarcón Cot, Eduardo José, and García Tormo, Albert
- Abstract
Aquesta tesi tracta sobre amplificació de potència d'alt rendiment de senyals variables en el temps; concretament, tracta sobre conversió de potència eficient (amb mínimes pèrdues) de tensions DC continues en senyals de tensió no constants. Aquest tipus de conversió de potència està present en la majoria de dispositius electrònics d'ús quotidià, com ara telèfons mòbils i reproductors de música portàtils, així com també en dispositius d'alta potència com amplificadors d'àudio i estacions base de telefonia mòbil. Generalment l'energia està disponible en forma de tensió DC contínua (d'una bateria o d'una font d'alimentació). D'acord amb la informació a transmetre, aquesta energia s'ha de processar o transformar en un senyal variable en el temps de manera que, per exemple, es pugui convertir en àudio per un altaveu . La tendència de mercat és a reduir la mida i el pes dels dispositius electrònics i a oferir noves funcionalitats, incloent una llarga autonomia en dispositius alimentats per bateries. Millorar l'eficiència dels amplificadors de potència no només n'estendria l'autonomia, sinó que també permetria utilitzar dissipadors més petits i lleugers. Altres aplicacions com les d'alta potència o integrades també es beneficiarien de millores en l'eficiència dels amplificadors de potència. Els dispositius electrònics de processament de potència més eficients són els amplificadors commutats. Aquests utilitzen components reactius (bàsicament bobines i condensadors) per dur a terme un processament de potència idealment sense pèrdues, així com dispositius actius (transistors) controlats com interruptors (o bé tancats o bé oberts), per tal de controlar aquest procés. Tot i que es poden assolir eficiències molt altes amb amplificadors commutats, la precisió de seguiment pot no ser gaire bona. Es pot millorar la precisió de seguiment senzillament incrementant la freqüència de commutació (la freqüència a la qual es fan commutar els interruptors), tot i que, com que es requereix u, This thesis is about power amplification of time-varying signals; more precisely, it is about efficient power conversion, i.e. with minimum losses, of DC constant voltages into non-constant voltage signals. This kind of power conversion is quite common in power-management circuits and electronics in general. It is present in most everyday use electronic devices, including mobile phones, portable audio players and routers, as well as in high-power devices such as audio amplifiers and wireless base stations. In most electronic devices, whether portable or not, the energy is available as DC constant voltage (typically from a battery or a power supply). According to the information to transmit, this energy must be processed or transformed into a time-varying analogue signal so that, for instance, it can be directly converted into audio by a speaker or radiated by an antenna. The market trend is to reduce the size and weight of electronic devices whilst offering new or enhanced functionalities, including long autonomy in battery-powered devices (mainly portable). Improving the efficiency of power amplifiers not only extends the autonomy, but also allows using smaller and lighter heatsinks. Other applications such as high-power or embedded would also benefit from efficiency improvements of switching amplifiers. The most efficient power-processing electronic devices are switching amplifiers. Switching amplifiers use reactive components (mainly inductors and capacitors) to perform an ideally lossless power processing, and active devices (transistors) driven as switches, either ON or OFF, to control this process. Whilst very high efficiencies can be achieved with switching amplifiers, their tracking fidelity may not be very high. The tracking fidelity can be improved by simply increasing the switching frequency (i.e. the frequency at which the active devices are driven), although, provided that a certain amount of energy is required to switch the state of each active device, Postprint (published version)
- Published
- 2011
10. Multi-level asynchronous Sigma Delta modulators for wideband switching power amplifiers
- Author
-
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits, García Tormo, Albert, Poveda López, Alberto, Alarcón Cot, Eduardo José, Guinjoan Gispert, Francisco, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits, García Tormo, Albert, Poveda López, Alberto, Alarcón Cot, Eduardo José, and Guinjoan Gispert, Francisco
- Abstract
This work extends the Asynchronous ΣΔ Modulator and its Adaptive version to multi-level modulators, targeting wideband high-efficiency switching power amplifiers. The performance of these modulators is compared with the multi-level Pulse Width Modulator, the most common modulator in multilevel switching power amplifiers. Behavioural model simulation results show that, unlike the multi-level PWM (which can only be used at high switching frequencies), the Asynchronous ΣΔ Modulators can also be used at average switching frequencies close to the signal bandwidth. At high switching frequencies, the performance of all the modulators is similar. The Asynchronous ΣΔ Modulators have further and more important advantages, such as high PSRR (even at the input signal frequency), the ability of handling non-regular distributed voltage levels, or a low ratio between the average switching frequency and the maximum instantaneous switching frequency., Peer Reviewed, Postprint (published version)
- Published
- 2010
11. An enhanced switching policy for buck-derived multi-level switching power amplifiers
- Author
-
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits, García Tormo, Albert, Poveda López, Alberto, Alarcón Cot, Eduardo José, Bergveld, Henk Jan, Buter, Berry, Karadi, Ravi, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits, García Tormo, Albert, Poveda López, Alberto, Alarcón Cot, Eduardo José, Bergveld, Henk Jan, Buter, Berry, and Karadi, Ravi
- Abstract
This work proposes a switching policy for multi-level fullbridge switching power converters and analyses their performance by driving them with a multi-level PWM modulation, targeting highefficiency power amplifiers. Unlike conventional policies, which generate the output voltage levels only from the values of the supply voltages, this enhanced policy also uses the values of the voltage difference between supply voltages to generate additional output voltage levels, therefore maximising the number of output voltage levels for a given set of supply voltages and connection switches. Simulation results show that, when tracking a band-limited signal, the proposed switching policy can reduce the power of the high-frequency spectral content from 21% to 11% by upgrading a 5-level amplifier to a 7-level amplifier without adding supply voltages or connection switches., Peer Reviewed, Postprint (published version)
- Published
- 2010
12. Continuous-time CMOS adaptive asynchronous sigma-delta modulator approximating low-fs low-inband-error on-chip wideband power amplifier
- Author
-
Alarcón Cot, Eduardo José, Fernández, Diego, García Tormo, Albert, Madrenas Boadas, Jordi, Poveda López, Alberto, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya. AHA - Arquitectures Hardware Avançades, and Universitat Politècnica de Catalunya. EPIC - Energy Processing and Integrated Circuits
- Subjects
Circuits de commutació ,Integrated circuits ,Amplifiers (Electronics) ,Enginyeria electrònica::Microelectrònica::Circuits integrats [Àrees temàtiques de la UPC] ,Circuits integrats ,Switching circuits ,Amplificadors (Electrònica) - Abstract
A mixed-signal continuous-time-processing standard CMOS implementation of an asynchronous sigma-delta modulator aimed to drive a switching amplifier operating as an on-chip wideband adaptive power supply is presented in this work. The paper first briefly discusses the fundamental limit tracking capabilities of a two-level switching signal to inband-error-free track a bandlimited signal with minimum average switching frequency. It is argued the adequacy of an adaptive asynchronous sigma-delta modulator (AAΣΔ) to approximate such fundamental characteristics. The second part of the paper presents mixed-signal design details of the various subcircuits implementing a CMOS low-power digitally-programmable AAΣΔ modulator, with 7 MHz average switching frequency operation and 1000 µm × 640 µm area occupancy.
Catalog
Discovery Service for Jio Institute Digital Library
For full access to our library's resources, please sign in.