微机械电容式加速度计读出电路研究与设计

为了提高电容式MEMS加速度计测量精度,设计了一种应用于MEMS加速度计微弱信号读出电路。读出电路由T型阻容网络放大电路、模拟开关解调电路和四阶带通滤波电路组成,通过Multisim软件仿真分析各模块电路原理并确定影响读出电路的主要因素,进一步优化确定元器件最佳参数,最后制作出PCB电路板并开展实验测试,实验结果表明微弱信号检测准确率达90%以上,能很好满足电容式MEMS加速度计微弱信号检测要求,同时该读出电路具有尺寸小、易调节、易于ASIC集成等特点,在微机械仪表的微小电容检测中有较高的实用价值。     

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.     

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。     

一种低噪声的生物微传感器CMOS读出电路研究

为提高生物微传感器的探测灵敏度,设计了一种低噪声的生物微传感器CMOS读出电路,提出了一种新型的相关双采样(CDS)电路.对读出电路的噪声进行抑制.在0.6μm CMOS工艺下,用Spectre仿真器对该电路进行了模拟,仿真结果表明,采用相关双采样的CMOS读出电路使传感器的输入输出转换具有良好的线性关系.     

电容式传感器微电容检测电路的研究

基于MEMS技术研制的微电容传感器,其有效电容的实际变化量仅为飞法级。实验表明,二元调宽式信号拾取专用集成电路BH5001为检测微电容变化量建立了一个高信噪比的平台,结合优良的巴特沃斯低通滤波器和高品质的差动放大器,即可完成微电容的检测。     

基于霍尔电流传感器的读出电路设计

基于旋转电流技术和斩波技术,研究并设计一种应用于霍尔电流传感器的低噪声、高精度读出电路。在传统单通道带斩波仪表放大器的基础上增加了一条高频通路,并在传统低通滤波结构上进行改进,引入一种纹波消除环路,实现对失调电压及1/f噪声的消除。采用0. 18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,对所设计的电路进行仿真验证。通过Spectre仿真,整体电路-3 dB带宽高达675 k Hz,纹波抑制比为65. 6 dB,输入等效参考噪声功率谱密度(PSD)为21n V/Hz~(1/2),共模抑制比(CMRR)为120 dB,满足高精度霍尔电流传感器读出电路的要求。     

差分电容硅微加速度计检测电路研究

针对硅微加速度计中微小差分电容检测,提出了一种基于调制解调方法的闭环检测电路,介绍了该闭环检测系统的原理框图和实现途径。分析了基于单路载波的前置电容-电压( C-V)转换电路,证明了基于相关芯片的解调方法的有效性,其解调效率仅对开环输出有影响;基于双路反馈电路的静电力平衡回路有效提高该检测系统的线性度。结合硅微加速度计参数和电路设计参数,对加速度计系统进行了仿真,仿真结果显示系统稳定,刻度系数为0.9 V/gn 左右,带宽700 Hz左右。结合表头进行的精密转台实验结果表明该加速度计系统刻度系数0.88 V/gn,量程可达±13 gn。     

LED光功率源推动的电容传感器的测量电路

将低价格的ＬＥＤ作为光功能源用于光功率推动的传感器，可以极大地降低产品成本，使光纤光功率推动传感器得到更广泛的应用。本文介绍了一种以ＬＥＤ作为光功率源的电容传感器的测量电路及其实验结果。     

电容式微机械陀螺接口电路

接口电路是电容式微机械陀螺研制中的关键技术之一.给出了一种通用的电容式微机械陀螺接口电路方案.该方案包括电容检测和信号处理两个模块.相位相反幅度相同的两路高频载波加在敏感差动电容的两端形成敏感电桥,另一频率的高频载波叠加了驱动信号后加在驱动差动电容两端形成驱动电桥,质量块作为所有电容的公共端连接两电桥接虚地的放大器,构成前置电容检测模块;后续的带通滤波电路将驱动和敏感信号分离,各自解调滤波得到两个模态相应的振动信息,驱动振动对敏感振动再次解调即可得到和输入角速度信号成线性关系的直流电压.采用音叉电容式陀螺进行实验,结果表明该电路能够有效的能够有效的抑制寄生电容和各个接口电容之间电耦合的,电容分辨率可以达到10-15F.     

电容传感器新型微弱电容测量电路

基于电荷放大原理提出了一种新型的用于电容传感器的微弱电容测量电路。该电路具有较强的抗杂散电容性能 ;较好的解决了电子开关的电荷注入效应对测量分辨率的影响问题 ;该电路无需滤波器 ,基于该新型电路的电容数据采集系统可以达到很高的数据采集速度。试验测试表明该电路线性度好 ,灵敏度为 4 .8m V/f F,分辨率可达到 0 .5 f F。     

基于脉宽调制的传感器读取电路设计与实现

设计了一种新型的传感器信号读取电路,该电路将传统的脉宽调制PWM(PulseWidthModulation)电路进行改进,对PWM信号采用占空比和频率同时调制而不是单一的占空比调制,在信号传输过程中,该电路可将两路电压输入信号调制到一路PWM信号上,通过对输出PWM信号进行解调可还原两路输入信号的电压值.实验结果表明,该电路输出PWM信号占空比和频率分别与两路输入电压信号呈良好的线性关系,电压转换精度分别达到0.34%、0.26%.此外,该电路具有抗干扰能力强、转换精度高和成本低的优点,非常适合传感器信号的调理和读取.     

微型法-珀腔阵列光谱探测器读出电路的模拟与设计

针对微型法-珀腔阵列光谱探测器读出电路的单芯片集成化设计,在研究分析微型法-珀腔阵列光谱探测器的结构和工作原理的基础上,提出了基于2μm标准CMOS工艺的8位线阵微型法-珀腔阵列光谱探测器读出电路方案,研究了电路中各元器件的结构与结构参数,在ORCAD软件平台下完成了读出电路各单元电路与系统电路的设计、仿真与优化,利用TANNER软件完成了微型法-珀腔阵列光谱探测器读出电路的版图设计及版图验证。该电路工作电压为 5 V,总功耗为4.82μW,版图面积0.37 mm×0.22 mm。     

一种用于集成电化学生物传感阵列的高灵敏度 读出电路的研究

一种用于自组装膜生物传感阵列的高灵敏度信号读出电路包含一个高灵敏度电流读出放大器,可以接受pA-nA范围的输入电流,其电流增益大约60 dB,相位裕度为63°,并在同一输入电流信号的条件下,负载在一个较大的范围变化时,其输出电流几乎几乎是一个常数.芯片采用1.2μm CMOS工艺加工,测试结果表明,该芯片的输出电流对输入电流具有较好的线性度.这种新型电路与标准CMOS工艺兼容,可实现集成的生物传感阵列.     

用于MEMS红外传感器的集成低噪声CMOS接口电路设计

实现了一种应用于采集MEMS红外传感器微弱信号的低噪声CMOS接口电路.该电路应用了斩波技术(CHS),对斩波技术中抑制低频噪声的效率分析表明其可以有效降低低频噪声.利用苏州和舰科技(HJTC)的商用0.18 μm CMOS工艺流程制作的试样芯片.测试结果证实了此电路的工作原理.整个斩波放大系统的增益为84.9 dB,带宽160 Hz,等效输入噪声87 nV/rtHz.     

256 元集成热释电阵列红外成像信号的读出和检测

根据无机纳米陶瓷与聚偏氟乙烯 -三氟乙烯复合敏感膜电容元件具有高阻抗的特点 ,设计了 MOS场效应管为敏感元件作阻抗转换 ,用串联 MOS管作各元件的通断隔离 ,用双 1 6级移位寄存器作集成热释电阵列 X,Y向的寻址控制 ,保证了 1 6× 1 6面阵红外成像信号的可靠读出 .设计了由时钟信号产生、X、Y选通和揿零等功能的 2 56元集成热释电阵列红外成像信号的检测电路 ,满足了单元信号手动测试和 2 56元自动信号测试的要求     

基于电流镜积分读出电路的X射线CMOS图像传感器研究

基于电流镜积分读出电路的X射线CMOS图像传感器(CMI-X-IS)的原理,并对电流镜积分读出电路进行了计算机模拟.对CMI-X-IS的性能参数进行了测试,并对光电转换特性曲线进行了分析.设计了CMI-X-IS的应用电路,得到了不同密度、不同尺寸材料的视频信号波形.测试结果和实验表明,CMI-X-IS具有较低的暗噪声、较大的响应度、较高的输出电压和较宽的动态范围,可以应用于X射线实时成像检测领域.     

红外焦平面阵列的读出电路结构

本文重点列举了国内外红外焦平面阵列的一些常用的读出电路结构,并对它们各自的特点作了简要的比较,最后对读出电路的未来发展方向作了一些简单介绍.     

CMOS模拟集成电路版图设计

由于模拟集成电路的性能与版图设计密切相关,着重介绍了CMOS模拟电路版图设计的一般思路,优化器件结构和平面布局使寄生效应对电路性能的影响降至最低。     

电容式传感系统数据处理电路的设计

传感器技术是现代自动化和信息化产业的重要组成部分,电容式传感器以其非接触测量、稳定性好等优点在微机电系统中有着广泛的应用。提出了一种电容式传感系统数据处理电路的设计方法,阐述了传感系统的组成,主要设计了电容转换电路,差动放大电路和低通滤波电路,在电路设计过程中通过Multisim10软件进行了电路仿真测试和数据分析。经...     

自动开机电路的设计与优化

现今,开机电路大都使用的是手动按键进行开机,这种开机方式不仅相对复杂,而且可靠性相对较低。研究了一种安全、可靠的通过自动开机脉冲信号控制的开机电路,通过该自动脉冲信号实现开机,节省了手动开机的时间且更加便捷,经验证,开机电路较现有开机电路,更加简单、安全、可靠。因而,较现有的开机电路,该开机电路的应用场景也将更加广泛,行业认可度也将更高。