隨著電子產(chǎn)品市場需求的急劇增加,MEMS麥克風(fēng)以體積更小、成本更低、集成度更高和抗震耐熱性更強等優(yōu)勢逐步取代了駐極體電容式麥克風(fēng),成為消費電子、醫(yī)療、汽車、錄音和廣播等應(yīng)用領(lǐng)域中麥克風(fēng)的未來發(fā)展趨勢。因此MEMS麥克風(fēng)接口電路的設(shè)計也就變得十分重要。本論文基于英飛凌科技公司生產(chǎn)的一款名為E2120M的MEMS麥克風(fēng),設(shè)計了三種不同的MEMS麥克風(fēng)接口電路。其中有兩種是模擬信號輸出的接口電路,分別為經(jīng)典的接口電路和正反饋接口電路,主要由偏置電路和前置放大器兩大部分組成;另一種是數(shù)字信號輸出的接口電路,主要由偏置電路、差分輸出前置放大器和Σ-ΔADC三大部分組成。本論文的主要研究內(nèi)容和成果如下:1.在偏置電路中,采用電流基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)以適配于1.5V⁵.5V的寬電源電壓范圍,電路能在1.5V的極低電源電壓下正常工作;為了降低噪聲,前八級電荷泵前八級采用優(yōu)化的Latched電荷泵,輸出級電荷泵額外增加了一組時鐘,抑制了電荷的泄漏,從而降低了噪聲;為了減少芯片面積,摒棄了傳統(tǒng)的電阻電容濾波器結(jié)構(gòu),消除了紋波,降低了噪聲。2.在經(jīng)典的前置放大器中,讀取信號模塊采用負反饋環(huán)路和三極... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3.4時鐘產(chǎn)生電路輸出仿真圖

第三章 偏置電路的設(shè)計與仿真19圖3.5 二分頻電路輸出仿真圖3.2 帶隙基準(zhǔn)帶隙基準(zhǔn)作為芯片的基本模塊，對整個芯片有著重要的作用。帶隙基準(zhǔn)又可分為電壓基準(zhǔn)和電流基準(zhǔn)。它產(chǎn)生的是一個獨立于工藝參數(shù)、電源電壓以及環(huán)境溫度變化的直流信號[41]。帶隙基準(zhǔn)電路一般都是利用兩個相對獨立的物理性質(zhì)產(chǎn)生一個溫度獨立的基準(zhǔn)信號：一個信號與絕對溫度成正比，另一個信號與絕對溫度成反比，然后按一定的比例疊加，從而得到零溫度系數(shù)的信號[42]。雙極結(jié)型三極管的基極-發(fā)射極電壓 VBE具有負溫度系數(shù)，根據(jù)三極管的特性可以寫出：/expBE TV VC SI I(3-1)其中熱電壓 VT=KT/q，K 為波爾茲曼常數(shù)，T 為絕對溫度；飽和電流IS=bT4+mexp(-Eg/kT), b 是一個比例系數(shù)，m 約為-1.5

ref約為 0.85V。圖3.8 基準(zhǔn)電壓 Vref的瞬態(tài)仿真圖如圖 3.9 所示為帶隙基準(zhǔn)在電源電壓為 3.6V 時，基準(zhǔn)電壓 Vref隨溫度變化的仿真結(jié)果。從圖中可以看到：在-40℃到 125℃的溫度范圍內(nèi)，基準(zhǔn)電壓都約為0.85V，基準(zhǔn)電壓最大的變化值僅為 1.609mV。變化值比較小，說明帶隙基準(zhǔn)性能比較理想。圖3.9 Vref隨溫度變化的仿真圖 圖3.10 Vref隨電源電壓變化的仿真圖如圖 3.10 為帶隙基準(zhǔn)在 25℃的溫度下，基準(zhǔn)電壓 Vref隨電源電壓變化的仿真圖。從圖中仿真結(jié)果中可以看到：當(dāng)電源電壓為 1.5V 的時候，基準(zhǔn)電路就可以正常工作了，輸出的基準(zhǔn)電壓值穩(wěn)定值約為 0.85V

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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