【摘 要】
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接口电路是连接传感器与运算电路的过渡电路。为了获得和转化测量的湿度值,使之成为有用的电信号,就必须对传感器的接口电路进行研究。全数字式接口电路原理简单结构不复杂、静态电流较小功耗较低、集成度较高节省版图面积,在各类半导体产品中有着广泛的运用。本文使用Cadence Virtuoso 617软件,设计了一种基于tsmc 0.18μm标准CMOS工艺的电容式接口电路,根据国内外发展现状提出本文的设计指
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接口电路是连接传感器与运算电路的过渡电路。为了获得和转化测量的湿度值,使之成为有用的电信号,就必须对传感器的接口电路进行研究。全数字式接口电路原理简单结构不复杂、静态电流较小功耗较低、集成度较高节省版图面积,在各类半导体产品中有着广泛的运用。本文使用Cadence Virtuoso 617软件,设计了一种基于tsmc 0.18μm标准CMOS工艺的电容式接口电路,根据国内外发展现状提出本文的设计指标。传感器采用叉指电极结构,通过理论分析湿度变化时电容的变化范围,为电路仿真提供理论基础。采用CDC检测原理设计了接口电路,该电路采用数字结构,包括环形振荡器、整形电路和计数器三个模块,其中振荡器为限幅型振荡器,整形电路以二阶差分运算放大器为主体,计数器由可以被时钟控制的D触发器构成。仿真表明1.2V电源电压下功耗仅为0.6μW,本设计的振荡器比传统反相器结构振荡器功耗降低约60%,有效位数为7位,响应时间为2ms,芯片面积为0.126×0.098mm~2,获得了良好的线性度和稳定性能,适合于电容式湿度传感器中。
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