發(fā)布時間：2017-06-10 10:04

  本文關(guān)鍵詞：面向UHF RFID的高精度溫度傳感器設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳感器與射頻識別(RFID)技術(shù)的結(jié)合是物聯(lián)網(wǎng)的基本之義。本文的主要工作是設(shè)計(jì)一個可面向無源超高頻RFID標(biāo)簽應(yīng)用的的高精度溫度傳感器,具體包含以下內(nèi)容:本文對CMOS溫度傳感器的感溫原理進(jìn)行了闡述,進(jìn)而確定了傳感器的整體構(gòu)架。討論了設(shè)計(jì)高精度溫度傳感器要面臨的重點(diǎn)和難點(diǎn),這些難點(diǎn)和重點(diǎn)包括前端感溫電路中各種非理想因素的消除技術(shù)以及后端Σ-ΔADC的設(shè)計(jì)。在消除前端感溫電路非理想因素之前,先對各種非理想因素的來源情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析,在此基礎(chǔ)上有針對性地對提出了動態(tài)匹配技術(shù)、電流增益影響消除技術(shù)、二階曲率校正技術(shù)以及TRIM技術(shù)。本文對斬波技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究,在滿足應(yīng)用的基礎(chǔ)上有設(shè)計(jì)了一款低功耗高低阻嵌套式斬波運(yùn)放,達(dá)到了很好的整體性能。對于后端Σ-ΔADC,本文首先對Σ-Δ模擬調(diào)制器其進(jìn)行了系統(tǒng)性的建模仿真,從中明確了各項(xiàng)誤差對于整體性能的影響,而后通過cascade技術(shù)、自調(diào)零技術(shù)以及斬波技術(shù)的運(yùn)用,重點(diǎn)解決了調(diào)制器中放大器的有限增益以及整體電路噪聲對Σ-ΔADC性能的影響。在SMIC的0.18μm工藝下,利用Cdence Spectre仿真工具對電路的各個模塊分別進(jìn)行了仿真,結(jié)果顯示各個模塊符合設(shè)計(jì)指標(biāo)滿足±0.2℃精度要求。在1.8V電源電壓下,總功耗為29.5μW,轉(zhuǎn)換速率為80SPS.
【關(guān)鍵詞】：溫度傳感器 RFID 低功耗 Σ-ΔADC 斬波 PTAT與CTAT電壓
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 第一章 緒論6-11
• 1.1 應(yīng)用背景與研究意義6-7
• 1.2 面向UHF RFID的溫度傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-8
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容與挑戰(zhàn)8-10
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排10-11
• 第二章 高精度溫度傳感器的系統(tǒng)級設(shè)計(jì)11-22
• 2.1 溫度傳感器的性能指標(biāo)11-12
• 2.2 溫度測量原理12-19
• 2.2.1 理想雙極型晶體管溫度特性分析12-13
• 2.2.2 高精度溫度傳感器架構(gòu)中ADC的選擇13-17
• 2.2.2.1 過采樣和噪聲整形14-16
• 2.2.2.2 電荷平衡原理16-17
• 2.2.3 溫度傳感器系統(tǒng)構(gòu)架分析17-19
• 2.3 系統(tǒng)中誤差的分配19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 CMOS溫度傳感器誤差來源分析22-35
• 3.1 模擬感溫部分誤差源分析22-31
• 3.1.1 核心感溫電路中電流鏡失配的影響22-23
• 3.1.2 飽和電流I_S的影響23-26
• 3.1.2.1 飽和電流工藝波動影響分析24
• 3.1.2.2 飽和電流固有溫度特性分析24-26
• 3.1.3 電流增益 β_F的影響26-29
• 3.1.3.1 有限的電流增益影響分析27-28
• 3.1.3.2 電流增益隨工藝波動影響分析28-29
• 3.1.4 偏置電流的影響29-31
• 3.1.4.1 偏置電流的選取29-30
• 3.1.4.2 偏置電路中鉗位運(yùn)放失調(diào)電壓的影響30
• 3.1.4.3 偏置電路中電流鏡失配的影響30-31
• 3.2 Σ-ΔADC中誤差源分析31-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第四章 誤差消除技術(shù)35-46
• 4.1 動態(tài)失調(diào)與 1/f噪聲消除技術(shù)35-39
• 4.1.1 斬波技術(shù)基本原理35-36
• 4.1.2 嵌套式斬波技術(shù)36-38
• 4.1.3 自調(diào)零技術(shù)38-39
• 4.2 電流增益 β_F引起誤差消除技術(shù)39-41
• 4.3 電流鏡失配影響消除技術(shù)41-42
• 4.4 飽和電流引起的誤差的消除42-43
• 4.5 TRIM技術(shù)43-44
• 4.6 本章小結(jié)44-46
• 第五章 電路實(shí)現(xiàn)與仿真結(jié)果46-63
• 5.1 低噪聲低功耗嵌套式斬波運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)46-49
• 5.2 PTAT偏置電流產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)與仿真49-52
• 5.2.1 PTAT偏置電流產(chǎn)生電路整體設(shè)計(jì)49-50
• 5.2.2 箝位運(yùn)放的設(shè)計(jì)50-52
• 5.3 核心感溫電路實(shí)現(xiàn)與仿真52-55
• 5.4 Σ-Δ 調(diào)制器的實(shí)現(xiàn)與仿真55-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-64
• 6.1 本文工作總結(jié)63
• 6.2 進(jìn)一步工作展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 附錄70-71

  本文關(guān)鍵詞：面向UHF RFID的高精度溫度傳感器設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：438053