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专用计量芯片模拟电路的设计研究

作 者: 孙权
导 师: 赵毅强
学 校: 天津大学
专 业: 微电子学与固体电子学
关键词: 流量计 无磁传感器 迟滞比较器 低功耗
分类号: TN492
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
下 载: 121次
引 用: 1次
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内容摘要


无磁计量技术是当今流量(或转动)计量的发展趋势,其芯片广泛应用于各类仪器仪表中,本论文是天津市重点科技攻关项目“新型专用计量芯片的研究”工作的一部分。将研发一种新型无磁式流量类仪表专用的核心芯片,该芯片是利用成熟的CMOS工艺设计的数模混合电路,具有高集成度、可读写、低电压、低功耗和单片实现等优点。在国内,该类型芯片的设计、研发处于起步阶段,所以本项目的研究具有深远的理论意义和广阔的市场前景。本文对芯片工作原理、系统架构设计、模块划分、前端模拟电路实现、版图设计等进行了详细分析。在分析了几种常见传感器的工作原理基础之上,重点介绍了无磁传感器的工作原理及其具体实现方法。借鉴了国外的先进技术,采用正向设计的方法,设计出了适用于该计量芯片的窄脉冲调制器电路和具有低功耗特点的模拟比较器(两级迟滞比较器)。并对这些模拟模块进行了功能仿真,结果表明本论文所设计电路性能和国外同类芯片的性能相同。采用CHRT公司0.35um工艺进行版图设计、验证,已于2005年底进行了流片,预计全部工作在2006年6月份完成。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 概述  7-17
  1.1 流量的基本概念  7-8
  1.2 流量计的发展历程  8-9
  1.3 流量计的应用  9-10
  1.4 流量计的分类  10-15
    1.4.1 容积式流量计  11-12
    1.4.2 流速式流量计  12-13
    1.4.3 差压流量计  13-14
    1.4.4 面积流量计  14-15
  1.5 选题的意义  15-17
第二章 芯片外围电路及系统的设计  17-38
  2.1 几种传感器介绍  17-22
    2.1.1 单磁体-单干簧管传感器  17-18
    2.1.2 自保持式磁体-干簧管传感器  18
    2.1.3 自适应式磁体-干簧管传感器  18-19
    2.1.4 普通霍尔元件传感器  19-20
    2.1.5 韦根传感器  20
    2.1.6 编码传感器  20
    2.1.7 微摄像传感器  20-21
    2.1.8 无磁传感器  21-22
  2.2 无磁传感器的工作原理及其具体实现  22-29
    2.2.1 RLC 串连电路的零输入响应  22-25
    2.2.2 无磁传感器的具体实现  25-29
  2.3 专用计量芯片管脚的确定  29-31
  2.4 专用计量芯片技术指标  31
  2.5 系统介绍  31-38
    2.5.1 芯片的初始化  31-32
    2.5.2 衰减脉冲的数字化  32-34
    2.5.3 计量功能的实现  34-38
第三章 模拟电路的实现  38-67
  3.1 CMOS 逻辑门版图的识别  38-41
  3.2 窄脉冲产生电路的设计  41-43
  3.3 电压比较器基本原理和模型  43-56
    3.3.1 比较器的模型  43-47
    3.3.2 CMOS 比较器的发展  47-50
    3.3.3 两级比较器  50-56
  3.4 迟滞比较器  56-67
总结  67-68
参考文献  68-69
发表论文和参加科研情况说明  69-70
  发表论文  69
  参加科研状况  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路(IC) > 专用集成电路
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