高精度低功耗巴魯夫位移傳感器的設計
重點研究了巴魯夫位移傳感器設計技術。首先概述了溫度傳感器和巴魯夫位移傳感器的現(xiàn)狀和趨勢。闡述了巴魯夫位移傳感器的優(yōu)勢和特點，指出了本課題的研究意義。接著分析了CMOS工藝下的寄生PNP晶體管的溫度特性，討論了高精度巴魯夫位移傳感器的校準方法，給出了巴魯夫位移傳感器中的各種非理想因素的消除辦法，設計了適用于高精度溫度傳感器的高精度溫度感應電路、低速高精度Σ-Δ ADC以及高精度的校準電路，實現(xiàn)了精度為±0.42℃的巴魯夫位移傳感器。

高精度低功耗巴魯夫位移傳感器的設計
光纖巴魯夫位移傳感器包括:輻射位移計、半導體吸收式巴魯夫位移傳感器、熒光位移計、液體巴魯夫位移傳感器、熱色巴魯夫位移傳感器、偏振巴魯夫位移傳感器、外差干涉巴魯夫位移傳感器、干涉型巴魯夫位移傳感器和分布式巴魯夫位移傳感器。分別介紹了這些巴魯夫位移傳感器的基本原理和優(yōu)缺點,并在zui后進行了總結與展望。高精度溫度感應電路充分利用CMOS工藝下寄生的PNP晶體管的VBE以及ΔVBE的溫度特性，采用斬波穩(wěn)零、動態(tài)匹配、二階曲率補償以及有限電流增益消除等技術消除非理想因素的影響。低速高精度Σ-Δ ADC由Σ-Δ調(diào)制器和抽樣濾波器構成，采用一階Σ-Δ調(diào)制器進行噪聲整形，以滿足功耗和精度的折衷。高精度校準電路充分利用VBE的工藝偏差具有與溫度成正比的特性，通過在PNP晶體管的發(fā)射極串聯(lián)一個可編程電阻，并給該電阻注入一個與溫度成正比的電流來實現(xiàn)。選擇SMIC的0.18μm1P6M的工藝庫，利用Cadence Spectre仿真工具對整個巴魯夫位移傳感器電路進行了仿真。結果顯示，在135種PV(工藝角和電源電壓)組合下，所設計溫度傳感器經(jīng)過校準之后，在-40℃到125℃的溫度范圍內(nèi)的能夠達到±0.42℃的精度。在3.3V的電源電壓，60SPS的轉換速度的情況下，功耗為0.69mW。  高精度低功耗巴魯夫位移傳感器的設計