MEMS压电式水听器需要使用模拟前端对产生的信号进行预处理,但当前水听器的模拟前端大都基于板级方案,检测性能、集成度和适用范围有待提高,需要设计一款模拟前端专用芯片实现MEMS压电式水听器系统的微型化、阵列化。首先根据MEMS压电...MEMS压电式水听器需要使用模拟前端对产生的信号进行预处理,但当前水听器的模拟前端大都基于板级方案,检测性能、集成度和适用范围有待提高,需要设计一款模拟前端专用芯片实现MEMS压电式水听器系统的微型化、阵列化。首先根据MEMS压电式水听器的特点和需求,确定了芯片的系统架构;其次设计了自动增益控制环路、可编程增益放大器和频带可变低通滤波器,拓宽了芯片的适用范围;最后将斩波结合自调零的降噪技术用于芯片,以满足水听器低噪声测量的要求。基于0.18μm CMOS工艺对模拟前端芯片进行设计,后仿真结果显示所设计电路在1 k Hz时等效输入噪声功率谱密度为59 n V/√Hz,输入电荷量与输出电压的非线性误差小于1.26%。验证了模拟前端专用芯片可以对MEMS压电式水听器产生的低频微弱信号实现低噪声放大。展开更多
文摘MEMS压电式水听器需要使用模拟前端对产生的信号进行预处理,但当前水听器的模拟前端大都基于板级方案,检测性能、集成度和适用范围有待提高,需要设计一款模拟前端专用芯片实现MEMS压电式水听器系统的微型化、阵列化。首先根据MEMS压电式水听器的特点和需求,确定了芯片的系统架构;其次设计了自动增益控制环路、可编程增益放大器和频带可变低通滤波器,拓宽了芯片的适用范围;最后将斩波结合自调零的降噪技术用于芯片,以满足水听器低噪声测量的要求。基于0.18μm CMOS工艺对模拟前端芯片进行设计,后仿真结果显示所设计电路在1 k Hz时等效输入噪声功率谱密度为59 n V/√Hz,输入电荷量与输出电压的非线性误差小于1.26%。验证了模拟前端专用芯片可以对MEMS压电式水听器产生的低频微弱信号实现低噪声放大。
