本文關(guān)鍵詞：基于Delta-Sigma調(diào)制的磁傳感器讀出電路設(shè)計(jì)　出處：《電子科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)和高科技制造行業(yè)的快速發(fā)展,磁傳感器在包括電子羅盤、磁盤讀取、無刷電機(jī)、汽車、智能交通、電源設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測等眾多方面發(fā)揮著愈來愈重要的作用。而作為磁傳感器與計(jì)算機(jī)連接的重要一環(huán),磁傳感器讀出電路的設(shè)計(jì)也變得更加有意義。磁傳感器輸出的電壓信號(hào)一般是mV量級(jí)的模擬信號(hào),不能直接送入計(jì)算機(jī)處理,而且很容易被后續(xù)電路的失調(diào)和噪聲所淹沒。讀出電路的作用就是將模擬信號(hào)無損放大,再轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。故讀出電路包含兩個(gè)主要的模塊:前置放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。鑒于斬波運(yùn)放在失調(diào)消除方面的良好效果,本文使用斬波運(yùn)放作為前置放大器。傳統(tǒng)的奈奎斯特型ADC對(duì)工藝的要求比較高,因?yàn)槟M電路的元器件的匹配性會(huì)影響轉(zhuǎn)換的精度。而基于過采樣技術(shù)和噪聲整形技術(shù)的Delta-Sigma ADC在獲得高精度的同時(shí)大大降低了對(duì)模擬電路的要求。而且考慮到磁傳感器極低的輸出頻率,Delta-Sigma ADC就是讀出電路模數(shù)轉(zhuǎn)換器的最佳選擇。本文在CSMC 0.5?m CMOS工藝下,完成了一款電源電壓3.3 V,分辨率12位,采樣速率3 kSPS的基于Delta-Sigma調(diào)制的磁傳感器讀出電路的設(shè)計(jì)。本文首先介紹了讀出電路的基本原理,包括Delta-Sigma調(diào)制和動(dòng)態(tài)失調(diào)消除。同時(shí)對(duì)過采樣、噪聲整形、自校零技、斬波技術(shù)等基本概念進(jìn)行詳細(xì)的解讀。接著分析了讀出電路的各個(gè)非理想因素及其影響,例如環(huán)路ADC、DAC的非理想特性、采樣時(shí)鐘抖動(dòng)、積分器的非理想因素等等。并用Simulink對(duì)讀出電路進(jìn)行理想與非理想的系統(tǒng)級(jí)建模與仿真。最后使用整個(gè)讀出電路的電路級(jí)設(shè)計(jì),包括帶隙基準(zhǔn)、低失調(diào)前置放大器、Delta-Sigma調(diào)制器、時(shí)鐘發(fā)生器等模塊。在分析各模塊的工作原理后使用Hspice進(jìn)行仿真并給出仿真結(jié)果。在輸入頻率為1.3125 KHz正弦波的情況下,讀出電路有效位數(shù)12.38 bit,信噪比為76.3 dB,無雜散動(dòng)態(tài)范圍83.4 dB,整體電路功耗為8 mW。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.13;TN702

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