傳感器接口電路芯片是跨接傳感器與信號處理芯片的橋梁,是將傳感器檢測的非電物理量按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電路系統(tǒng)可檢測、可處理的電信號。隨著人們對健康問題關(guān)注的逐漸增加,以及物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)的快速發(fā)展,便攜式、可穿戴式、智能生物醫(yī)學(xué)監(jiān)測設(shè)備已成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要研究方向。本文簡單介紹了現(xiàn)有各生物醫(yī)學(xué)傳感器接口電路的類型及工作原理之后,分別針對模擬和數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一款電壓輸出式生物醫(yī)學(xué)電容傳感器接口電路和一款數(shù)字輸出生物醫(yī)學(xué)電容傳感器接口電路。電壓輸出式生物醫(yī)學(xué)電容傳感器接口電路,采用基于電容變化的頻率調(diào)制電路和頻率電壓轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)對生物醫(yī)學(xué)電容傳感器高靈敏度、寬范圍的檢測。其中,基于電容變化的頻率調(diào)制電路,采用雙向自切換式RC張弛振蕩器,將電容傳感器的容值信息,轉(zhuǎn)換為與其成比例的頻率方波信號。頻率電壓轉(zhuǎn)換電路,采用邊沿檢測方式,以信號邊沿觸發(fā)為條件,通過MOS開關(guān)控制電流源對電容的充電時間,可在輸入信號的一個周期內(nèi),完成頻率信息到電壓信號的轉(zhuǎn)換,減小輸出的延時,提高電路系統(tǒng)的工作效率。在完成電路功能設(shè)計(jì)后,對電路各模塊布局布線繪制芯片版圖,后仿真結(jié)果表明電容檢測靈敏度可達(dá)0.69...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    §1.1 研究背景
    §1.2 研究現(xiàn)狀
    §1.3 研究意義
    §1.4 主要研究工作和內(nèi)容安排
第二章 生物醫(yī)學(xué)傳感器接口電路的實(shí)現(xiàn)方式與分類
    §2.1 基于運(yùn)放模塊的開關(guān)電容結(jié)構(gòu)
        §2.1.1 檢測電壓式
        §2.1.2 檢測電流式
        §2.1.3 檢測電容式
        §2.1.4 檢測電阻式
    §2.2 基于Δ-∑調(diào)制傳感器的接口電路
    §2.3 基于斬波穩(wěn)定技術(shù)的傳感器接口電路
    §2.4 基于頻率調(diào)制的傳感器接口電路
    §2.5 基于脈寬調(diào)制的傳感器接口電路
    §2.6 各類型生物醫(yī)學(xué)傳感器接口電路的綜合對比
    §2.7 本章小結(jié)
第三章 電壓輸出生物醫(yī)學(xué)電容傳感器接口電路的設(shè)計(jì)
    §3.1 電路系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)
    §3.2 RC張弛振蕩器的設(shè)計(jì)
    §3.3 頻率電壓轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)
    §3.4 電流源的設(shè)計(jì)
    §3.5 芯片版圖、測試PCB板的設(shè)計(jì)與流片測試
    §3.6 本章小結(jié)
第四章 數(shù)字輸出生物醫(yī)學(xué)電容傳感器接口電路的設(shè)計(jì)
    §4.1 電路系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)
    §4.2 電容-時間轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)
    §4.3 時間-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)
        §4.3.1 可編程分頻器的設(shè)計(jì)
        §4.3.2 邏輯控制模塊的設(shè)計(jì)
    §4.4 寄生電容、溫漂及壓擺對電路影響的數(shù)學(xué)分析
    §4.5 版圖設(shè)計(jì)與后仿真
    §4.6 本章小結(jié)
第五章 論文的總結(jié)與展望
    §5.1 論文總結(jié)
    §5.2 論文展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者在攻讀碩士學(xué)位期間的主要研究成果



本文編號：3792301