简单的传感器接口放大器

带补偿的半导体压力传感器如ＭＰＸ２０００系列可轻而易举地与数字系统相接。用这种传感器和本文所描述的电路，压力可变换为直接与微机Ａ／Ｄ输入兼容的０５Ｖ～４５Ｖ输出范围。下面描述评估板和设计考虑。图１传感器小单元功能此评估板用来把压力、真空或差分压力...     

一种湿度传感器接口电路的分析与改进

介绍了一种本实验室开发的集成湿度传感器，它实现了湿敏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，实现电、容值与频率值的转换。对样片进行了测试，电容值与湿度值近似为线性关系；但是，输出波形的占空比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，对施密特触发器的参数进行优化，重新对电路的结构进行了设计，实现了与实验室第二代湿度传感器的集成。     

差动变压器式传感器的接口芯片AD2S93

本文介绍的低功率差动传感器数字输出接口芯片ＡＤ２Ｓ９３是一种完整的传感器接口电路，它不仅可以完成差动变压器式传感器等的信号调理工作，而且还可以完成Ａ／Ｄ变换并将数字信号以串行方式输出。可广泛用于工业自动化、过程控制和精密测量等领域。本文介绍了该芯片的内部结构和工作原理，并给出了实用电路。     

一种用于ASIC芯片测试的多接口CPU模型的VHDL设计

为了对具有不同CPU接口的VHDL语言实现的ASIC芯片进行仿真测试,降低芯片测试的复杂性及成本,本文设计了一个专门用于芯片测试的CPU模型。模型用VHDL语言实现,设计采用了分层次、模块化的设计思想。与现有的VHDL实现的CPU模型相比较,该模型具有结构简单、多接口、高效率、调试使用方便等特点,本文对此CPU模型的设计思想,结构作了介绍和分析。     

一种用于高精度SAR ADC的采样失真消除电路

提出了一种新型双板采样的采样失真消除电路,可用于16位差分型高精度SAR ADC。为了消除采样开关导通电阻导致的信号失真,该采样失真消除电路由器件尺寸成比例关系的两条采样路径组成,通过两条路径作差将差分两端的误差电荷相互抵消。相较于传统的顶板采样或底板采样,双板采样放大了差分输入信号的幅值,避免了电荷作差造成的信号衰减。仿真结果表明,在1 MS/s的采样率下,对于300 kHz的正弦输入信号,该采样失真消除电路的总谐波失真降低了15 dB,无杂散动态范围提高了19 dB,采样电路的信噪比为112 dB。     

传感器接口电路的干扰源分析

简要分析了传感器接口电路5种干扰源,并简要提出了抗干扰的方法。     

一种新的不受寄生电容影响的电容式传感器接口电路

给出了一种新的用于微小电容检测的接口电路 .在电荷传送电路的基础上,引入了一个用于参考微变电容读出的电荷传送电路部分,将检测电路与参考电路的输出进行差分放大,从而大大提高了电路的稳定性和检测灵敏度,同时此电路也保持了电荷传送电路检测微小电容变化不受寄生电容影响的特性.     

智能传感器接口的优势

采用智能化更高的传感器接口能将16位的高性能CPU与16位ADC的处理功能相结合,从而大幅简化设计工作,尤其是在集成解决方案体积较小、价格较低的时候更是如此。本文将重点介绍上述数据采集系统架构的各种优势,其中包括更低功耗、更小体积、更少的主机CPU负载、功能齐备以及传输中可配置性等。     

一种新的不受寄生电容影响的电容式传感器接口电路

给出了一种新的用于微小电容检测的接口电路 .在电荷传送电路的基础上,引入了一个用于参考微变电容读出的电荷传送电路部分,将检测电路与参考电路的输出进行差分放大,从而大大提高了电路的稳定性和检测灵敏度,同时此电路也保持了电荷传送电路检测微小电容变化不受寄生电容影响的特性.     

一种具有双PCI接口的ASIC验证系统

针对集成PCI接口功能的ASIC的设计开发,提出了一种具有双PCI接口的ASIC验证系统。该系统充分复用软硬件资源,可应用于开发流程的全过程,有效地缩短了开发时间,降低了成本。文章最后给出了高速RSA加密芯片验证系统的应用实例。     

一种低噪声高线性度的微机械陀螺集成接口电路设计

This paper presents a continuous-time analog interface ASIC for use in MEMS gyroscopes. A charge sensitive amplifier with a chopper stabilization method is adopted to suppress the low-frequency noise. In order to cancel the effect caused by the gyroscope capacitive mismatch, a mismatch auto-compensation circuit is imple- mented. The gain and phase shift of the drive closed loop is controlled separately by an auto gain controller and an adjustable phase shifter. The chip is fabricated in a 0.35 μm CMOS process. The test of the chip is performed with a vibratory gyroscope, and the measurement shows that the noise floor is 0.003°/s√Hz, and the measured drift stability is 43°/h. Within -300 to 300°/s of rotation rate input range, the non-linearity is less than 0.1%.     

热释电红外传感器放大电路的设计及其应用

热释电红外传感器不但应用于国防军事,而且在工业和民用通信电子电器产品中都得到广泛应用。通过分析热释电红外传感器输出信号的特性,着重对微弱信号的前置放大电路的设计进行了研究,具有一定的参考价值。     

集成温度传感器的超高频无源电子标签芯片设计

提出了实现具有温度传感功能的RFID无源标签芯片电路设计思路,针对900MHz超高频EPC Class0协议,采用多电压设计思想提出电子标签结构及参考电路,包括射频前端接收电路、数字逻辑控制部分、温度传感及量化、存储器四部分.采用Chartered0.35μm CMOS工艺库仿真.芯片工作电流15.4μA(不包括存储器),温度量化采用一个低功耗8位逐次逼近模数转化器实现,输出温度量化误差在-10~120℃范围内为±2℃.     

适用于功率ASIC的BiCMOS技术

本文论述了一种适用于功率ASIC应用、以双极功率IC工艺为基础的BiCMOS技术,着重讨论了工艺对器件性能的影响,指出影响兼容的关键是栅氧的制作和降低高压大电流工作下晶体管的饱和压降。采用该技术获得了良好的高压大电流性能。     

A Universal Transducer Interface for Capacitive and Resistive Sensor Elements

This paper presents a new universal transducer interface.This interface, which is read out by a microcontroller, servicesthe following sensor elements: capacitors, platinum resistors,thermistors, resistive bridges and potentiometers. The A/D conversionis based on a first-order oscillator. A combination of classicaland some new measurement techniques has been applied on a singlechip to obtain high accuracy, good long-term stability and areduction of the effects of interference and parasitic elements.The circuit has been fabricated in a 0.7 µm CMOSprocess. The main test results are: an accuracy of 10–15bits and a resolution up to 16 bits while the measurement timeis in the range 1–100ms. These results hold over the temperaturerange –20°C to 80°C. Calibrationof the electronic part is not required. The number of externalcomponents has been kept to a minimum.     

MEMS陀螺仪驱动接口ASIC设计

基于0.18 μm CMOS工艺,设计了一种用于MEMS陀螺仪驱动闭环的专用集成电路,实现了MEMS陀螺仪的高精度、集成式和数字化驱动。陀螺仪采用静电力驱动,基于自激振荡原理,结合自动增益控制方法,实现了恒幅恒频振动。设计了电容/电压转换器、3阶带通Σ-Δ ADC等模拟前端电路。芯片测试结果表明,陀螺仪成功起振,谐振频率为3.7 kHz,启动时间≤0.3 s,驱动检测信号的信噪比达到115 dB,驱动振幅1 h稳定性为1.5×10-4,整个芯片的功耗小于20 mW,电路性能良好。     

新型电容式MEMS加速度计数字接口电路设计

MEMS加速度计接口电路主要采用传统sigma-delta架构实现,但这种方式中的电路失调电压很容易产生积分饱和现象．为解决这个问题,本文设计了一种可以用于钻井、石油勘探等微弱信号检测的新型数字电容接口电路．该设计在电容式MEMS加速度传感器基础上,采用FPGA实现数字三阶环路滤波器,构成5阶sigma-delta系统．采用数字环路滤波器降低了ASIC模拟电路版图设计与芯片测试难度,利于快速优化环路滤波器设计参数,改善系统稳定性和优化系统噪声性能．前置放大器采用一种相对简单的相关双采样技术,能够有效减小前置放大器的失调电压．根据MEMS加速度计前置放大器输出信号符合正态分布的特点,设计了带有一定预测功能的8-bit瞬时浮点ADC,实现模拟与数字环路滤波器互联．在200Hz带宽内,该接口电路系统噪声基底达到53．09ng／rt（Hz）,满足系统噪声设计要求．前置放大器与ADC采用XFAB XH018混合信号CMOS工艺流片,开环测试表明,前置放大器的灵敏度和噪声分别为0．69V／pF和3．20μV／rt（Hz）．     

一种实用化的数字体温测量算法及其ASIC实现

传统电子体温计芯片采用大量复杂模拟模块,功耗和成本都较高.文章提出了一种适合电子体温计芯片采用的温度测量算法,基于上华(CSMC)1.0μm MGLVCMOS标准工艺,设计出实用化的数字体温测量电路,并绘制了整个电路的版图.利用Spectre、Verilog_XL及Matlab对系统电路进行仿真测试,结果显示所设计的数字体温测量电路在+32.0℃～+42.0℃(+90.0°F ～+108.0°F)的温度范围内可以实现摄氏和华氏两种模式的测量,具有0.1℃(0.2°F)的精度,1.5V电源电压下系统平均电流仅为100μA,整个电路呈现低功耗和高集成度的特点.     

A signal processing ASIC for ISFET-based chemical sensors

With the advantages of small size, reliability, rapid response, compatibility to standard CMOS technology and on-chip signal processing, Ion-Sensitive Field Effect Transistor (ISFET)-based transducers are increasingly being applied in physiological data acquisition and environment monitoring. This paper presents a signal processing Application Specific Integrated Circuit (ASIC) and a discrete temperature compensation chip design of a potentiometric ISFET-based chemical sensor. To assure the measurement of a correct pH value, the two-point calibration circuitry based on the response of standard pH 4 and 7 buffer solution has been implemented by using Algorithmic State Machine hardware algorithms. For battery power consideration, the proposed signal processing ASIC consisting of low voltage (3 V) mixed signal modules has been developed and fabricated in a 0.5 μm CMOS technology. The results demonstrate small differences of pH response of ISFET's operating with and without ASIC device, i.e. only the order of 0.1 mV/pH with respect to sensitivity. Furthermore, using the temperature compensating circuitry reduces the ISFET temperature coefficient to +0.15 mV/°C, and hence results in a lower pH value variation of −0.0023 pH/°C. It was shown that more accurate pH measurement can be concluded with the proposed ASIC and V_T extractor circuitry.