Integrovaný obvod ASIC pro měření kapacitních senzorů tlaku s využitím modulátoru sigma-delta typu band-pass

Integrated Circuit Utilizing Band-Pass Sigma-Delta Modulator For Pressure Sensors

Functioning sample

Byl navržen integrovaný obvod pro měření kapacitních senzorů tlaku s vyžitím sigma-delta modulátoru typu band-pass. Pro tento integrovaný obvod byl navržen matematický model, který byl následně simulován a modelován v prostředí Matlab a Simulink. Pro generovaní nosného harmonického signálu byla použita digitální sigma-delta modulace, která byla navržena pomocí jazyku VHDL a následně implementována do integrovaného obvodu. Pro korektní běh band-pass sigma delta modulátoru bylo potřeba navrhnout koherentní vzorkování vstupního signálu. Toto vzorkování bylo rovněž navrženo v jazyku VHDL a úzce souvisí s generovaným nosným harmonickým signálem. Nejdůležitějším požadavkem bylo, aby vzorkovací kmitočet byl 4-krát větší než kmitočet nosného harmonického signálu. Navržená výsledná struktura modulátoru sigma-delta typu band-pass je pak schopna vyhodnotit reálnou i imaginární složku měřené impedance kapacitního senzoru tlaku. Výstupní signál band-pass modulátoru je čistě digitální, který je dále zpracováván obvodem FPGA k dosažení výsledného bitového rozlišení. Při návrhu band-pass modulátoru byla použita metoda spínaných kapacitorů. Integrovaný obvod byl navržen v technologii AMIS CMOS 0,7 um.

A bandpass sigma-delta modulator (BP SDM) is used for conversion of signal from capacitive pressure sensor. This approach is absolutely new and unique, because this kind of modulator is utilized only for wireless and video applications. The main advantage of BP SDM is due to its defined band. That is why it is resistant against offsets of its sub-circuits. Another important advantage is low power consumption, since the BP SDM digitizes only narrow band instead of whole Nyquist band with similar dynamic range. The main stages are implemented in switched-capacitor (SC) technique.

band-pass sigma-delta modulator, pressure sensors

band-pass sigma-delta modulator, pressure sensors

UMEL, U4/217

only the provider uses the result

Use of the result by another entity is possible without acquiring a license (the result is not licensed)

http://www.umel.feec.vutbr.cz/