CMOS兼容風(fēng)速風(fēng)向傳感器控制和檢測(cè)電路的研究.pdf

1、本文針對(duì)傳感器的工作原理，詳細(xì)分析并設(shè)計(jì)了傳感器的控制電路和傳感器的微弱信號(hào)檢測(cè)電路。采用的傳感器是本實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的采用溫差型的測(cè)量原理，采用某種控制，將傳感器表面加熱，使之高于環(huán)境一定溫度，通過(guò)測(cè)量風(fēng)向?qū)ΨQ(chēng)點(diǎn)處由于風(fēng)速的影響而產(chǎn)生的片上溫差而得到風(fēng)速和風(fēng)向的信息。在控制電路設(shè)計(jì)中，主要討論了三種模式，分別是恒功率模式，恒溫差模式和溫度平衡模式，針對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)和性能要求進(jìn)行了恒溫差控制電路的設(shè)計(jì)，在風(fēng)速的測(cè)量范圍內(nèi)，通過(guò)閉環(huán)控制保持芯片

2、溫度高于環(huán)境溫度設(shè)定值。通過(guò)仿真電路能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)的功能。分析了現(xiàn)在兩種主要的低失調(diào)低噪聲電路技術(shù)(分別為自動(dòng)補(bǔ)償Auto-zero和斬波Chopping)對(duì)失調(diào)和噪聲的影響，具體針對(duì)傳感器的信號(hào)要求進(jìn)行了斬波放大電路的調(diào)制，預(yù)放，帶通選擇放大器，電壓跟隨和解調(diào)等各個(gè)部分的設(shè)計(jì)，電路使用Hspice進(jìn)行了仿真優(yōu)化，達(dá)到了微伏量級(jí)的殘余失調(diào)和70nV/√Hz輸入等效噪聲PSD。設(shè)計(jì)的電路經(jīng)過(guò)5μmP阱標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝流片。流片的電路進(jìn)行了測(cè)