طراحی و شبیه سازی تقویت کننده های با آفست پایین برای کاربرد در حسگر های اثر هال

پایان نامه
  • وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده برق و کامپیوتر
  • نویسنده مریم جناب
  • استاد راهنما رسول دهقانی
  • سال انتشار 1391
چکیده

در این پایان نامه ابتدا به ویژگی های فیزیکی و پارامترهای موثر در صفحه هال پرداخته شده است و روش شبیه سازی عددی صفحه هال نیز مورد بررسی قرار گرفته است.در ادامه به بررسی و طراحی تقویت کننده هایی با آفست کم و مناسب برای حسگر هال پرداخته شده است. آفست و نویز عملکرد بسیاری از سیستم های الکترونیکی همچون حسگر هال و قطعات بیومدیکال را محدود میسازد. آفست به دلیل عدم تقارن قطعات به وجود میآید. نویز را میتوان به دو دستهی نویز گرمایی و نویز فیلیکر تقسیم کرد. در سالهای گذشته با گذر از تکنولوژی دو قطبی به پروسهی cmos این مشکل به دلیل اینکه تکنولوژی cmos دارای نویز فیلیکر بیشتری است و روش تنظیم دستی مقاومتهای مدار که در تکنولوژی دوقطبی به صورت گسترده استفاده میشده است، دیگر برای حذف نویز فیلیکر کارآمد نمی باشد، بحرانیتر شده است. در این پایاننامه تقویت کننده ی عملیاتی با جبرانسازی پایدار chopper-autozero که برای سیگنال خروجی معمول حسگرها، با اندازه ای در مرتبه ی میکرو ولت و دارای پهنای باند dc تا چند کیلوهرتز، مانند صفحه هال کارآمد می باشد، توصیف شده اند.تقویت چنین سیگنال هایی به تقویت کننده ای با پهنای باند چند مگاهرتز نیازمند است. چنین پهنای باندی به صورت مستقیم از روش های چاپر و autozero که بین پهنای باند و جبرانسازی آفست آنها یک مصالحه وجود دارد، امکان پذیر نمی باشد. روش چاپر تاثیری بر ویژگی های نویز سفید ورودی نمی گذارد، اما میزان زیادی از طیف انرژی را به دلیل عملیات مدولاسیون نویز و آفست به فرکانس برش انتقال می دهد. این سیگنال انتقال یافته باید حذف گردد و به یک بلوک فیلتر مرتبه ی بالا نیازمند است. نیاز به یک فیلتر پایین گذر، روش چاپر را برای مصارف با پهنای باند زیاد نامناسب ساخته است. روش autozero از نویز فیلیکر می کاهد، اما طیف توان نویز را به دلیل تداخل ناشی از نمونه برداری از سیگنال ورودی و انباشته شدن نویز سفید در فرکانس dc افزایش می دهد. همچنین نمونه برداری از سیگنال ورودی در حوزه ی زمان، روش autozero را برای عملیات های زمان پیوسته نامناسب ساخته است. در شرایطی که تقویت کننده ای زمان پیوسته مورد نیاز است، ساختار autozero به صورت دوگانه در آمده و با استفاده از عملیات زمان بندی شده استفاده می شود. اما سوییچینگ دو تقویت کننده می تواند موجب پرشهایی در سیگنال خروجی شود. به همین علت در این پایان نامه برای داشتن تقویت کننده ای زمان-پیوسته، با آفست پایین و بدون پرش در خروجی، از یک ساختار پیشخوراند، به همراه روش های دینامیک حذف کننده ی آفست در مسیر کند آن، استفاده کرده ایم. علاوه بر این با استفاده ی همزمان از روشهای chopping و autozeroing نویز سفید را کاهش دادیم. از سوی دیگر این ساختار بدون نیاز به فیلتر پایین گذر، نویز انتقالی به فرکانس برش را حذف می نماید. کاهش آفست انتقالی در این تقویت کننده با استفاده از یک مدار نمونه بردار مناسب میسر شده است. نهایتا با طراحی دقیق قطب و صفر تقویت کننده ی مسیر پیشخوراند و تقویت کننده ی اصلی، یک تقویت کننده ی زمان-پیوسته و پهن-باند با آفست پایین بدست آمده است.

منابع مشابه

اثر بربرین در تنظیم آستروسیتهای Gfap+ ناحیه هیپوکمپ موشهای صحرایی دیابتی شده با استرپتوزوتوسین

Background: Diabetes mellitus increases the risk of central nervous system (CNS) disorders such as stroke, seizures, dementia, and cognitive impairment. Berberine, a natural isoquinolne alkaloid, is reported to exhibit beneficial effect in various neurodegenerative and neuropsychiatric disorders. Moreover astrocytes are proving critical for normal CNS function, and alterations in their activity...

متن کامل

اثر بربرین در تنظیم آستروسیتهای Gfap+ ناحیه هیپوکمپ موشهای صحرایی دیابتی شده با استرپتوزوتوسین

Background: Diabetes mellitus increases the risk of central nervous system (CNS) disorders such as stroke, seizures, dementia, and cognitive impairment. Berberine, a natural isoquinolne alkaloid, is reported to exhibit beneficial effect in various neurodegenerative and neuropsychiatric disorders. Moreover astrocytes are proving critical for normal CNS function, and alterations in their activity...

متن کامل

طراحی و شبیه سازی حسگر نیروی دو حالته کوارتزی

کریستال کوارتز از جمله مواد پیزوالکتریک است و با اعمال ولتاژ الکتریکی متناوب، میتوان در این کریستال ارتعاش مکانیکی ایجاد کرد. فرکانس طبیعی این ارتعاش به با اعمال تنش و تغییر دمای کریستال تغییر میکند. به همین علت از این کریستال در ساخت انواع نیرو سنج ها و حسگر های دمایی استفاده می شود. در این مقاله یک حسگر نیروی دیجیتال بر اساس اثر نیرو-فرکانس در کریستال کوارتز AT-Cut طراحی و شبیه سازی شده است. ...

متن کامل

طراحی و شبیه سازی تقویت کننده کم نویز با بهره بالا و توان مصرفی پایین در فرکانس ۲.۴ghz برای سیستم های بی سیم

در این مقاله به طراحی و شبیه سازی تقویت کننده کم نویز (lna) در فرکانس 2.4ghz در فناوری cmos پرداخته شده است. فرایند شبیه سازی با نرم افزار hspice rf انجام گرفته است. استفاده از ساختار کسکود به توان مصرفی پایین تر همراه با بهره ولتاژ و بهره توان بالاتر منجر می شود. شبکه ی تطبیق اضافه شده در این مقاله باعث بهبود پارامتر s11به مقدار قابل قبولی شده و باعث شده است که کنترل خوبی بر قسمت حقیقی امپدانس...

متن کامل

طراحی و شبیه سازی فیلترهای شانه ای میانگذر برای کاربرد در تقویت کننده های با نویز پایین و سیستم های مخابرات موبایل

در این پایان نامه دو فیلتر شانه ای، که قابلیت تنظیم فرکانس مرکزی کانال های فرکانسی را دارند، با ساختارهای متفاوت، برای کاربرد در تقویت کننده با نویز پایین و سیستم مخابرات موبایل، ارائه شده اند. شبکه تنظیم فرکانس مرکزی، از نوع خازنی است که در آن، بجای دیودهای ورکتور، از سوئیچ های rf-mems استفاده شده است. مزیت عمده این سوئیچ ها نسبت به دیود ورکتور، تلفات کمتر و رفتار خطی بهتر است. فیلتر اول، با...

15 صفحه اول

تقویت کننده لگاریتمی کم مصرف و کم نویز برای کاربرد ضبط سیگنال های زیست-پتانسیل

چکیده: در این مقاله یک تقویت­کننده لگاریتمی کم­مصرف با نویز پایین، برای استفاده در بخش جلویی میکروسیستم­های ضبط سیگنال­های زیست-پتانسیل، ارائه شده است. به­منظور جلوگیری از افزایش دمای بافت و تخریب آن در حـوالی الـمان کاشتـه­شده، عملکرد کم­مصرف در سیستم­های ثبت سیگنال عصبی، بسیار حیاتی و مهم است. مشخصه لگاریتمی با استفاده از تقریب­های تکه­ای-خطی محقق شده و از ساختار جمع موازی برای پیاده­سازی تقو...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده برق و کامپیوتر

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023