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

1、本文針對傳感器的工作原理，詳細分析并設(shè)計了傳感器的控制電路和傳感器的微弱信號檢測電路。采用的傳感器是本實驗室設(shè)計的采用溫差型的測量原理，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，通過測量風(fēng)向?qū)ΨQ點處由于風(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，針對傳感器的結(jié)構(gòu)和性能要求進行了恒溫差控制電路的設(shè)計，在風(fēng)速的測量范圍內(nèi)，通過閉環(huán)控制保持芯片

2、溫度高于環(huán)境溫度設(shè)定值。通過仿真電路能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計的功能。分析了現(xiàn)在兩種主要的低失調(diào)低噪聲電路技術(shù)(分別為自動補償Auto-zero和斬波Chopping)對失調(diào)和噪聲的影響，具體針對傳感器的信號要求進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)等各個部分的設(shè)計，電路使用Hspice進行了仿真優(yōu)化，達到了微伏量級的殘余失調(diào)和70nV/√Hz輸入等效噪聲PSD。設(shè)計的電路經(jīng)過5μmP阱標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝流片。流片的電路進行了測