低压低功耗CMOS微电容式传感器数字型接口电路研究

针对便携、无线设备的低电压、低功耗需求,基于TSMC 0.18μm CMOS工艺设计提出一种面向CMOS微电容式传感器的接口转换电路。将敏感电容、参考电容与接口电路集成于同一芯片,可以将对湿度敏感的电容变化量线性转换为方波脉冲信号的宽度,并直接输出数字信号。实验仿真结果显示在1.5 V电源供压下电路消耗的功耗仅为1.95 mW,转换分辨率达到4.38μs/pF,与同类接口电路相比具有线性度好、有效减少电容间失配和对温度与工艺角变化不敏感等优点。     

实用太阳能热水器贮水箱水位水温测量变送器

设计了一种水位、水温测量变送器。电容式水位传感器完成水位—电容的转换 ,电流式温度传感器实现水温—电流的转换 ,电容—脉宽、电流—脉宽变换电路输出与水位、水温成比例的调宽脉冲。这两种脉冲综合成一路测量信号 ,两线制传输。给出了变送器的设计要点 ,提出了提高可靠性的工艺措施。实验证明 ,该变送器抗干扰能力强 ,稳定可靠 ,精度满足用户的需要     

一种微电容式传感器检测电路的分析与改进

介绍了一种本实验室开发的集成传感器,它实现了敏感电容和接口电路在一块芯片上的集成.重点分析了它的接口电路,基于施密特触发器构建,实现敏感电容值以及参考电容值与频率值的转换,通过对两频率求差来抑制各种共模干扰.对样片进行了测试,输出频率与理论值有较大的偏差.通过分析,给出了测试结果发生偏差的原因.最后,给该电路设计了启动电路,改进了CMOS开关控制电路,重新对电路的结构进行了设计,实现了与实验室新一代传感器的集成.     

差分电容电压转换电路噪声性能分析及测试

本文对电容检测式加速度计系统中广泛采用的差分电容电压转换电路建立了电容电压转换电路的等效噪声模型,并对双运放集成电路芯片所构成的差分电容电压转换电路的本底噪声以及仪表放大器输出端的噪声进行了测试,将电容电压转换电路本底噪声中的差模噪声分量和共模噪声分量进行了分离.测试结果表明影响加速度计系统噪声性能的差模噪声分量占电容...     

基于单片机的多点温度测量仪的设计

提出一种以热敏电阻为温度传感器,经电阻-脉宽转换电路将热敏电阻的输出转换为脉宽信号,再由PIC16F876单片机进行处理,以实现多点温度显示的温度测量仪.采用比较法消除了电阻-脉宽转换电路由于器件参数变化造成的测量误差,提高了测量精度.该多点温度测量仪具有数字显示温度和以RS232串口输出温度的功能.     

基于半导体开关皮秒脉冲发生器的研制

本文对光导开光的原理、特性进行了分析。利用高压电源对储能电容充电,激光器在接到触发脉冲指令时,发出脉宽为2ns的光脉冲信号驱动光导开关,储能电容内存储的能量通过光导开关释放到取样电阻上,输出高压脉冲信号。通过对电路基本参数的仿真,得到了光导开关在2ns激光脉冲控制下,输出高压脉冲与控制光脉冲响应良好,上升时间为169ps,脉宽为2ns。     

厚膜电容式压力传感器

介绍一种厚膜电容式压力传感器,它以陶瓷弹性体和盖板为电容的电极,电极材料为钯银导体,传感器包括压力敏感芯片和电容一电压转换电路,该芯片是由两块能牢固键合成一体的基板组成,基板材料为96％Al2O3陶瓷。传感器量程为0～200kPa,电容值20pF,非线性0．3％,工作温度一20～＋85℃,零点温漂d＼T-200pom／℃。具有易于批量生产、性能／价格比高等技术优势。     

基于2.4G射频的多节点水位检测系统的设计

本文提出一款基于24G射频的多节点水位检测系统的设计，系统包含压力传感器、OLED显示屏、报警电路、24G无线通信模块、ADC转换电路、太阳能充电电路组成。本设计通过压力传感器将水箱水位数据传送到主控芯片进行处理，可通过上位机按键进行设置水位的阈值，当水箱水位超出设定阈值时，发出报警提醒用户。通过实践证明本设计具有精度高、体积小、低功耗、操作简单，适用于当前城镇各种类型居民楼使用。     

一种数字式可调稳压电源系统的设计

针对自动检测等应用系统对直流稳压电源的需求,设计了一种数字式可调稳压电源系统;该数字式可调稳压电源系统选择单片机(AT89S51)作为核心控制部件,外围模块电路包括MCP4921构成的AD转换模块、基于集成运放LM324设计的电压电流放大模块与采样电压降压模块、液晶显示模块及基于78系列、79系列集成稳压芯片设计的电源供电模块;系统软件设计采用C语言进行了模块化程序结构设计;测试结果表明:该系统输出可调直流电压范围为0~12 V、输出直流电流为500 mA、电压误差小于0.1 V,且可以通过键盘电路进行目标电压的设置;具有设计简单、输出电压稳定、性能可靠等特点。     

基于AD7715模数转换器的小信号采集系统

在压力测试中,为了对气压或者液压进行准确的测量,通常利用扩散硅压力传感器作为测量转换器件,通过对其输出微弱的模拟信号进行分析,设计出相应的信号处理电路。该文使用轨到轨运算放大芯片OPA4188AIDBV设计小信号前置放大电路,使用芯片OPA188AIDBV设计后级滤波电路,通过两级处理对小信号进行放大滤波,同时通过A/D转换器AD7715对放大后的信号进行采集并被送至单片机。实验结果证明,压力传感器的稳定性可达到0.002%FS。     

基于STM32微控制器的高频脉宽调制器的设计

高频脉冲电源对提高微细电解加工的工艺性有着重要的作用,而脉宽调制器经驱动电路生成IGBT控制信号决定着高频高压脉冲电源的输出频率及占空比;针对电解加工工艺的特殊性,创新性地提出基于32位微型控制器芯片STM32F103RCT6为核心的调频调占空比的方案;根据脉冲频率、占空比可调的要求,完成了脉宽调制器的软硬件设计,通过编译运行程序代码进行一系列的调频、调占空比实验并利用示波器采集两路输出的PWM波形;实验表明,自行研制的脉宽调制器能稳定地调节两路PWM控制信号的频率及占空比,验证了装置及设计的合理性。     

64×64元IRFPACMOS读出电路的研制

64×64元IRFPACMOS读出电路是为红外探测器配套使用的数据处理芯片,用于对红外探测器产生的信号进行积分采样并且串行输出.为提高灵敏度及改善信号质量,取样电路的源跟随器的两个NMOSFET采用了零开启电压;并且采用了双采样结构,用来减小噪声的影响.芯片的数字模块与模拟模块间用电源和电线进行了良好的隔离,减小了相互间的影响.电路工作电压10V,芯片面积5.6×7.9mm2.本文简述了电路功能,重点介绍了该电路的制造工艺,分析了工艺中的重点,即电路采用P型(100)单晶硅衬底、N阱CMOS双层多晶硅双阈值工艺.双层多晶硅用来制作芯片内的电容.第一层多晶硅仅用作电容下极板,第二层多晶硅作电容的上极板、栅和部分连线,为了保证电容值及击穿电压,双层多晶间的介质采用二氧化硅和氮化硅复合层介质等.     

基于MSP430的高效率开关稳压电源设计

开关稳压电源系统采用LM5118芯片设计AC—DC电路模块,MSP430F169单片机监控输出电压、输出电流。通过电压反馈和电流反馈的双闭环控制保证系统输出电压、电流的稳定,得到输出电压36V、输出电流2A。该系统具有过流保护、实时测量和液晶实时显示的功能,电路转换效率高达96％。     

高精度低噪声MEMS陀螺仪电容读出电路

在研究电容式微机械陀螺信号通路工作原理的基础上,分析了影响电容式读出电路精度的各种非理想因素并进行了量化计算,设计了一款低噪声电容读出电路。该芯片采用高频调制原理实现了低频噪声的转移,同时提出了一款具有高电源抑制比的低噪声运算放大器,采用连续时间的电容读出方法研制了微机械陀螺ASIC电路。该芯片采用0.5μm CMOS工艺,芯片面积为3.5mm×3.4 mm,测试结果表明,该单片ASIC的输出级噪底为-117 dB,当陀螺仪量程为±300°/s时,分辨率可以达到0.00035°/s。     

一种输出可调智能开关稳压电源设计

设计了一种输出可调智能开关稳压电源.该系统由场效应管组成DC-DC推挽拓扑电路,采用AT89S52单片机控制DA芯片调整开关电源控制芯片SG3525输出脉宽,实现PWM控制输出电压.系统测试和运行结果表明,该稳压电源具有在一定范围内可调,结构简单,工作可靠的特点,是一种较为理想的实用化电源.     

浅探实用简易的“脉宽测量法”设计--小电容测试电路设计之一

本文针对小容量贴片电容缺乏参数标识极易搞混的现实问题，在利用脉宽测量方法的基础上，结合“脉宽测量法”原理，探讨了一个简易的测量电容容量的电路设计，并对此法的工作原理、电路组成、工作过程以及注意事项作出具体探讨。     

低噪声硅微陀螺敏感电容电荷读出电路设计

硅微陀螺敏感电容电荷读出电路性能的优劣直接决定着陀螺仪测量精度.通过对敏感电容读出电路的建模分析,采用差分调制技术实现了低噪声信号输出,从电路组成、参数设置、PCB布局布线等多方面综合考虑,优化设计了能抑制低频噪声以及高灵敏度电荷读出电路.实验结果表明:该电路输出噪声为-116.24 dBV/√Hz,敏感电容检测分辨率可达1.16 ×10-19 F√Hz.     

带式压力传感器的大型风力机气动测试研究

介绍了一种新型带式压力传感器的设计方法及其在大型风力机的空气动力学基础研究中的应用。该传感器由电源模块、压力测试节点、数据采集与传输模块组成。压力测试节点中敏感头的输出信号通过调理芯片,确保每个节点输出的模拟信号准确可靠;数据采集与传输模块采用高速单片机,用12位高精度AD进行数据采集,并通过适配器将数据发送给上位机。该传感器经过试验取得比较满意的结果。     

直流稳压电源及漏电保护装置的设计

本系统以TI公司MSP430单片机作为系统控制模块,由脉宽幅度调整电路、直流稳压电源模块、漏电保护模块、A/D采样模块和液晶显示模块等组成,制作了一个功率测量与显示电路,实时显示稳压电源的输出功率,同时形成了一个动作为30mA的漏电保护装置。该装置使用前级制作的直流稳压电源供电,设计出的装置输出的直流稳压电源很稳定,漏电保护装置准确度高,能较好的完成电赛题目所需的要求。     

基于环状电极的电容式润滑油磨粒检测系统设计

摩擦副非正常磨损时将产生直径为几十微米的大金属磨粒。采用阻抗类方法检测磨粒时,要求传感器具有较高的灵敏度。为此,设计了差分结构的环状极板电容式传感器。应用电容/数字转换芯片AD7746将传感器的输出直接转换为数字信号,省去了前端复杂的信号调理电路,简化了设计,并且有效地降低了寄生电容和杂散电容的影响。实验表明:系统分辨率可以达到0.125 fF,极大提高了系统灵敏度。