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一种热释电红外传感器信号处理专用芯片的设计

信息来源: http://ggbsw.com  时间:2016/8/30 8:52:22 

热释电红外传感器

近年来,随着人们对智能化,便捷化以及人身财产安全等方面的要求不断提高,红外技术产品的市场需求逐年递增,市场竞争也愈发激烈,研发一款具备高性能、低成本、小型化、多应用场合的热释电红外传感器(PIR)信号处理芯片便成为了红外技术领域的重要问题。 本文主要针对PIR探测系统进行了分析和设计,提出了一种PIR信号处理ASIC设计方案以及相应的系统拓扑结构。在电路设计上,分别对芯片中各个电路模块包括上电复位电路、带隙基准电路、电流源模块、比较器、振荡器、LDO模块、滤波放大电路以及主要的数字模块进行了详细的分析和设计考量。 本文中PIR信号处理芯片具有以下特点:(1)工作电压为4V~8V,在典型情况下,静态功耗约为80μA,适用于电池供电系统应用。(2)运算放大器具备较高的输入阻抗,能够较好的完成小信号的预放大工作。(3)具有模式选择功能,分为连续触发和非连续触发模式。可根据所处应用场合切换相应的工作模式。(4)芯片外围电路较为简单,节约了PCB板的成本。 本文设计的芯片采用0.35μm15V BCD工艺,通过Cadence中的Spectre仿真工具进行仿真验证。仿真得到带隙基准电路的基准电压为1.189V,温漂系数为2.03ppm/℃。两级带通滤波放大电路的中频增益为71.8dB,其带通频率约为0.5Hz~9Hz。在4V~8V的工作电压范围内,LDO可以稳定输出3.32V的电源电压。作为模数转换接口的双向鉴幅器,可以有效屏蔽共模电平±660mV的噪声干扰,能满足小信号处理的应用要求。

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