基于CMOS霍尔传感器的接口电路设计
发布时间：2021-07-01 18:24
因为CMOS集成电路中,失调电压及低频噪声对运放的性能影响比较严重,霍尔信号输出通常在微伏至毫伏之间,而普通的运算放大器失调就达到几个毫伏甚至十几个毫伏,所以相对微弱的霍尔信号而言,这些非理想因素会对霍尔信号产生干扰,严重时甚至覆盖所有可用信号,因此降低电路的失调及噪声影响是信号调理电路必须达到的目标。本文主要研究霍尔传感器接口电路的设计与信号调理。作为传感器常用的接口电路,仪表运放具有广泛的应用,仪表运放通常用于高共模电压下放大一个小的差分信号的场合。基于cadence 0.18μm CMOS工艺库,设计一个独立的霍尔传感器信号调理电路,采用旋转电流技术用于霍尔传感器的信号处理降低失调、噪声影响。在全面分析电路基本原理的基础上设计一种低失调、高增益、低功耗结构的电路。本文设计的芯片面积为245μm×321μm,动态功耗为2.72mW,增益为200V/V,共模抑制比为120dB,线性回归系数为99.9%,总谐波失真小于0.1%。
【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
霍尔效应原理图
图 2-2 惠斯通电桥电路g. 2-2 Wheatstone bridge cir性阻率会影响霍尔元件出一定的变化趋势，都会下降[31]。常说的电阻呈负温度特性，复杂，因为其包含两nDNWeffsquNtR,1=；
甚至微伏级，所以对电路噪声及失调此在电路设计中噪声、共模抑制比、失调、灵考虑的因素[34]。IA 属于一种特殊的差动运放，的基本要求。放大器表运放如图 2-3 所示，A1、A2 同样作为缓冲器差分信号加在电阻 R1 上产生信号电流，电流镜A3 为输出缓冲器。电流模式仪表放大器的增益仪表运放的共模抑制比受电流镜的匹配程度决，除此之外整个 IA 的失调、线性度、增益误差由于其可工作于电压模式以及电流模式，该拓扑、高灵活性及高通用性的有源器件。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于霍尔电流传感器的读出电路设计[J]. 刘章旺,魏榕山. 传感器与微系统. 2019(05)
[2]基于双霍尔传感器的汽车车窗防夹控制方法研究[J]. 王东生,冯少婵,崔书超,姜浙. 汽车电器. 2019(04)
[3]集成霍尔开关传感器液体黏度测定仪的设计与测试[J]. 贾晓倩,张凯悦,李秉阳,陈英杰. 物理实验. 2019(04)
[4]基于霍尔传感器的电流检测系统设计[J]. 张文娟,张飞鸽. 内江科技. 2019(03)
[5]霍尔传感器误差原因及补偿措施[J]. 章程. 电子技术与软件工程. 2019(05)
[6]浅谈霍尔效应及其应用[J]. 潘滕志伟. 企业科技与发展. 2019(03)
[7]霍尔磁效应传感器集成电路版图设计方法[J]. 杨莹. 中国集成电路. 2019(03)
[8]低温漂高抑制比带隙基准电压源设计[J]. 罗治民,刘伯权,郭佳佳. 电子与封装. 2018(12)
[9]一种高阶温度补偿的带隙基准电压源[J]. 周前能,徐海峰,李红娟,万天才. 微电子学. 2018(06)
[10]低失调电压低输入噪声仪表放大器设计[J]. 荣家敬,任建,辛晓宁. 微处理机. 2018(05)
硕士论文
[1]基于四相旋转电流技术的CMOS垂直型霍尔传感器研究与设计[D]. 陈小青.南京邮电大学 2015
[2]片上磁敏式霍尔传感器失调和噪声消除技术的研究[D]. 吴金山.南京邮电大学 2012
本文编号：3259638
【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
霍尔效应原理图
图 2-2 惠斯通电桥电路g. 2-2 Wheatstone bridge cir性阻率会影响霍尔元件出一定的变化趋势，都会下降[31]。常说的电阻呈负温度特性，复杂，因为其包含两nDNWeffsquNtR,1=；
甚至微伏级，所以对电路噪声及失调此在电路设计中噪声、共模抑制比、失调、灵考虑的因素[34]。IA 属于一种特殊的差动运放，的基本要求。放大器表运放如图 2-3 所示，A1、A2 同样作为缓冲器差分信号加在电阻 R1 上产生信号电流，电流镜A3 为输出缓冲器。电流模式仪表放大器的增益仪表运放的共模抑制比受电流镜的匹配程度决，除此之外整个 IA 的失调、线性度、增益误差由于其可工作于电压模式以及电流模式，该拓扑、高灵活性及高通用性的有源器件。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于霍尔电流传感器的读出电路设计[J]. 刘章旺,魏榕山. 传感器与微系统. 2019(05)
[2]基于双霍尔传感器的汽车车窗防夹控制方法研究[J]. 王东生,冯少婵,崔书超,姜浙. 汽车电器. 2019(04)
[3]集成霍尔开关传感器液体黏度测定仪的设计与测试[J]. 贾晓倩,张凯悦,李秉阳,陈英杰. 物理实验. 2019(04)
[4]基于霍尔传感器的电流检测系统设计[J]. 张文娟,张飞鸽. 内江科技. 2019(03)
[5]霍尔传感器误差原因及补偿措施[J]. 章程. 电子技术与软件工程. 2019(05)
[6]浅谈霍尔效应及其应用[J]. 潘滕志伟. 企业科技与发展. 2019(03)
[7]霍尔磁效应传感器集成电路版图设计方法[J]. 杨莹. 中国集成电路. 2019(03)
[8]低温漂高抑制比带隙基准电压源设计[J]. 罗治民,刘伯权,郭佳佳. 电子与封装. 2018(12)
[9]一种高阶温度补偿的带隙基准电压源[J]. 周前能,徐海峰,李红娟,万天才. 微电子学. 2018(06)
[10]低失调电压低输入噪声仪表放大器设计[J]. 荣家敬,任建,辛晓宁. 微处理机. 2018(05)
硕士论文
[1]基于四相旋转电流技术的CMOS垂直型霍尔传感器研究与设计[D]. 陈小青.南京邮电大学 2015
[2]片上磁敏式霍尔传感器失调和噪声消除技术的研究[D]. 吴金山.南京邮电大学 2012
本文编号：3259638
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