科技迅速發(fā)展的今天,安全且精確的電流檢測(cè)一直都是人們關(guān)注的焦點(diǎn)�，F(xiàn)代電流測(cè)量以及自動(dòng)化技術(shù)中,磁傳感器是最重要的技術(shù)之一。其中,霍爾電流傳感器就是使用最為廣泛的一種。作為一種非接觸式測(cè)量方法,霍爾電流傳感器不會(huì)引入負(fù)載效應(yīng),能夠保證待測(cè)電路正常工作,且其與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝具有很好的兼容性,制造成本低。其產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用在汽車電子、工業(yè)控制、航天和軍用等領(lǐng)域。然而由于前端霍爾元件有限的靈敏度,即使再先進(jìn)的CMOS霍爾傳感器也受其失調(diào)電壓的影響�；魻栐a(chǎn)生的霍爾電壓非常微弱,小到μV至幾個(gè)mV這個(gè)量級(jí)。因此需要使用高精度儀表放大器(IA)對(duì)其進(jìn)行線性放大的同時(shí)抑制霍爾元件以及放大器的失調(diào)電壓和低頻1/f噪聲。除了對(duì)精度的要求之外,某些應(yīng)用(例如開關(guān)電源)通常需要幾MHz的帶寬來捕獲快速電流瞬變。這種高寬帶要求在過載/短路檢測(cè)中更為關(guān)鍵。然而,現(xiàn)有技術(shù)的CMOS磁傳感器通常只針對(duì)低失調(diào)或高帶寬進(jìn)行優(yōu)化,而不是兩者兼得。因此本文基于上述原因研究并設(shè)計(jì)一款多路高帶寬霍爾電流傳感器讀出電路。本文首先介紹了霍爾效應(yīng)基本原理,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了前端霍爾元件。為了實(shí)現(xiàn)霍爾電壓與霍爾失調(diào)電壓的分離,引入了...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 發(fā)展歷程與研究現(xiàn)狀
    1.3 研究意義與創(chuàng)新性
    1.4 論文主要工作和結(jié)構(gòu)安排
        1.4.1 論文主要工作
        1.4.2 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 霍爾電流傳感器理論基礎(chǔ)分析
    2.1 霍爾電流傳感器基本結(jié)構(gòu)
    2.2 霍爾效應(yīng)
        2.2.1 霍爾元件的失調(diào)電壓
        2.2.2 霍爾元件的非線性
        2.2.3 霍爾元件的噪聲
        2.2.4 霍爾元件的電阻
    2.3 霍爾元件的設(shè)計(jì)
    2.4 霍爾元件的失調(diào)消除技術(shù)
        2.4.1 正交耦合技術(shù)
        2.4.2 旋轉(zhuǎn)電流技術(shù)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 儀表放大器理論基礎(chǔ)分析
    3.1 斬波技術(shù)基本工作原理
    3.2 基本斬波放大器結(jié)構(gòu)
        3.2.1 基本的斬波運(yùn)放和IA結(jié)構(gòu)
        3.2.2 斬波穩(wěn)定儀表放大器
        3.2.3 電容耦合儀表放大器
    3.3 紋波消除技術(shù)
        3.3.1 開關(guān)電容(SC)陷波濾波器
        3.3.2 交流耦合紋波消除環(huán)路
        3.3.3 自動(dòng)校正反饋環(huán)路
    3.4 本章小結(jié)
第四章 多路高帶寬霍爾電流傳感器讀出電路設(shè)計(jì)
    4.1 整體電路結(jié)構(gòu)
    4.2 旋轉(zhuǎn)電流電路設(shè)計(jì)
        4.2.1 四相旋轉(zhuǎn)電流電路
        4.2.2 工作原理
        4.2.3 時(shí)鐘產(chǎn)生電路
    4.3 電容耦合儀表放大器設(shè)計(jì)
        4.3.1 CCIA輸入級(jí)
        4.3.2 CCIA第二級(jí)
        4.3.3 CCIA輸出級(jí)
    4.4 紋波消除環(huán)路RRL設(shè)計(jì)
    4.5 傳輸門開關(guān)的設(shè)計(jì)
    4.6 整體電路仿真結(jié)果
        4.6.1 交流特性仿真及分析
        4.6.2 瞬態(tài)特性仿真及分析
        4.6.3 噪聲特性仿真及分析
        4.6.4 性能匯總
    4.7 本章小結(jié)
第五章 版圖設(shè)計(jì)與芯片測(cè)試
    5.1 版圖設(shè)計(jì)
        5.1.1 器件匹配規(guī)則
        5.1.2 芯片版圖設(shè)計(jì)
    5.2 芯片測(cè)試
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3920917