發(fā)布時間：2017-12-29 17:24

  本文關鍵詞：基于Delta-Sigma調制的磁傳感器讀出電路設計　出處：《電子科技大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 磁傳感器 讀出電路 Delta-Sigma 斬波運放

【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、汽車、智能交通、電源設備、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算機連接的重要一環(huán),磁傳感器讀出電路的設計也變得更加有意義。磁傳感器輸出的電壓信號一般是mV量級的模擬信號,不能直接送入計算機處理,而且很容易被后續(xù)電路的失調和噪聲所淹沒。讀出電路的作用就是將模擬信號無損放大,再轉化為數(shù)字信號。故讀出電路包含兩個主要的模塊:前置放大器和模數(shù)轉換器。鑒于斬波運放在失調消除方面的良好效果,本文使用斬波運放作為前置放大器。傳統(tǒng)的奈奎斯特型ADC對工藝的要求比較高,因為模擬電路的元器件的匹配性會影響轉換的精度。而基于過采樣技術和噪聲整形技術的Delta-Sigma ADC在獲得高精度的同時大大降低了對模擬電路的要求。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調制的磁傳感器讀出電路的設計。本文首先介紹了讀出電路的基本原理,包括Delta-Sigma調制和動態(tài)失調消除。同時對過采樣、噪聲整形、自校零技、斬波技術等基本概念進行詳細的解讀。接著分析了讀出電路的各個非理想因素及其影響,例如環(huán)路ADC、DAC的非理想特性、采樣時鐘抖動、積分器的非理想因素等等。并用Simulink對讀出電路進行理想與非理想的系統(tǒng)級建模與仿真。最后使用整個讀出電路的電路級設計,包括帶隙基準、低失調前置放大器、Delta-Sigma調制器、時鐘發(fā)生器等模塊。在分析各模塊的工作原理后使用Hspice進行仿真并給出仿真結果。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,無雜散動態(tài)范圍83.4 dB,整體電路功耗為8 mW。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.13;TN702

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