本文關(guān)鍵詞：基于紅外傳感器的CO2濃度檢測讀出電路設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 濃度檢測 有源濾波器 電源管理

【摘要】：隨著二氧化碳濃度檢測系統(tǒng)的廣泛應用,高精度、小體積、穩(wěn)定性強的檢測系統(tǒng)成為了重要的發(fā)展方向。檢測二氧化碳濃度的方法有很多,本論文設(shè)計的讀出電路基于雙通道二氧化碳紅外傳感器,對傳感器輸出的兩路信號進行濾波放大,同時為整個檢測系統(tǒng)提供電源。本文采用全定制模擬集成電路設(shè)計方法,將有源濾波器與電源模塊集成,以達到減小體積的目的,同時采用性能穩(wěn)定的電路結(jié)構(gòu)加上電路保護模塊,以增強電路的穩(wěn)定性。本論文首先描述了二氧化碳濃度檢測系統(tǒng)的組成,介紹了二氧化碳紅外傳感器的基本原理,對讀出電路進行了模塊的劃分。其次詳細介紹了各模塊的基本原理,并對設(shè)計指標進行了分析。然后分模塊完成電路原理圖設(shè)計并給出前仿真結(jié)果,再介紹版圖設(shè)計中的基本規(guī)則,并依此完成各模塊的版圖設(shè)計及后仿真。最后設(shè)計測試電路,完成測試并對結(jié)果進行比較和分析。讀出電路主要由雙通道帶通濾波放大器、帶隙電壓基準以及兩路線性低壓差穩(wěn)壓器組成。設(shè)計要求第一路帶通濾波器中心頻率為10Hz、中頻增益達到66dB。第二路帶通濾波器中心頻率為10Hz、中頻增益達到77dB。帶隙電壓基準輸出電壓為1.25±0.12V、電源抑制達到-70dB、溫漂系數(shù)10ppm/℃。第一路線性低壓差穩(wěn)壓器輸出為3±0.3V、最大輸出電流為90±9mA。第二路線性低壓差穩(wěn)壓器輸出為2.5±0.2V、最大輸出電流為27±3mA。整體電路的靜態(tài)電流小于2mA。本文利用Cadence EDA工具進行原理圖和版圖的設(shè)計,利用Spectre對電路進行仿真驗證,對16個芯片進行測試與分析。經(jīng)過測試,本設(shè)計滿足各項指標要求,且電路性能穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：濃度檢測 有源濾波器 電源管理
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH83;TP212
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-14
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文主要工作內(nèi)容及結(jié)構(gòu)11-14
• 2 CO2濃度檢測讀出電路基本原理14-28
• 2.1 CO2紅外傳感器14-17
• 2.1.1 紅外傳感器基本原理14-16
• 2.1.2 CO2紅外傳感器參數(shù)16-17
• 2.2 濾波放大電路模塊17-22
• 2.2.1 濾波器基本概念及參數(shù)17-19
• 2.2.2 帶通濾波放大電路原理19-22
• 2.3 電源模塊22-27
• 2.3.1 帶隙電壓基準源22-25
• 2.3.2 線性低壓差穩(wěn)壓器25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 原理圖設(shè)計及前仿真28-48
• 3.1 濾波放大模塊28-33
• 3.1.1 電路原理圖設(shè)計28-29
• 3.1.2 電路前仿真29-33
• 3.2 帶隙電壓基準33-36
• 3.2.1 電路原理圖設(shè)計33-34
• 3.2.2 電路前仿真34-36
• 3.3 線性低壓差穩(wěn)壓器36-44
• 3.3.1 電路原理圖設(shè)計37-39
• 3.3.2 電路前仿真39-44
• 3.4 頂層電路功能仿真44-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 4 版圖設(shè)計及后仿真48-62
• 4.1 版圖設(shè)計技術(shù)48-50
• 4.1.1 基本設(shè)計規(guī)則48-49
• 4.1.2 設(shè)計要點49-50
• 4.2 濾波放大模塊50-52
• 4.2.1 版圖設(shè)計50-51
• 4.2.2 電路后仿真51-52
• 4.3 帶隙電壓基準模塊52-54
• 4.3.1 版圖設(shè)計52-53
• 4.3.2 電路后仿真53-54
• 4.4 線性低壓差穩(wěn)壓器54-57
• 4.4.1 版圖設(shè)計54-55
• 4.4.2 電路后仿真55-57
• 4.5 頂層電路57-61
• 4.5.1 版圖設(shè)計57-58
• 4.5.2 電路后仿真58-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 5 測試電路設(shè)計及測試結(jié)果62-78
• 5.1 測試電路設(shè)計62-64
• 5.2 測試環(huán)境與測試結(jié)果64-76
• 5.2.1 測試環(huán)境64-65
• 5.2.2 濾波放大模塊測試結(jié)果65-70
• 5.2.3 帶隙電壓基準測試結(jié)果70-71
• 5.2.4 線性低壓差穩(wěn)壓器測試結(jié)果71-76
• 5.3 仿真結(jié)果與測試結(jié)果對比分析76-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 6 總結(jié)78-80
• 參考文獻80-84
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果84-88
• 學位論文數(shù)據(jù)集88

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫建新;溫志渝;;微型法-珀腔陣列光譜探測器讀出電路的模擬與設(shè)計[J];傳感技術(shù)學報;2008年05期

2 張曉兵;傅躍農(nóng);王巍;馬德軍;;焦平面讀出電路設(shè)計中的低溫應用研究[J];航空兵器;2005年06期

3 殷樹娟;李翔宇;;高性能低功耗粒子探測器讀出電路設(shè)計[J];核電子學與探測技術(shù);2013年06期

4 梅文,虞孝麒,葉邦角,范揚眉;一個從絲室中同時獲取帶電粒子能量、位置和時間信號的前端電路[J];核電子學與探測技術(shù);1991年05期

5 王巍;自積分型讀出電路構(gòu)成紅外焦平面陣列的性能分析[J];航空兵器;1999年02期

6 林茂;;豐田汽車手動空調(diào)電路原理及調(diào)整[J];汽車與駕駛維修;1995年03期

7 陳世軍;張學敏;;自積分型CMOS讀出電路硅光二極管陣列的性能分析[J];科學技術(shù)與工程;2007年15期

8 楊一帆;江曉山;代洪亮;趙京偉;;基于VME主設(shè)備的高速讀出電路設(shè)計[J];核電子學與探測技術(shù);2008年02期

9 吳其松;楊海鋼;張，

本文編號：852233