應用於溫度感測器之低雜訊二階 1 位元連續時間三角積分調變器

Design of a CMOS Temperature Sensor Based on a Low-Noise Second-Order 1-bit CT Delta-Sigma Modulator

李柏郁(Po-Yu Li)

指導教授 ： 林宗賢

國立臺灣大學/電機資訊學院/電子工程學研究所/碩士(2019年)

https://doi.org/10.6342/NTU201901914

摘要

本論文提出並實作了一個包含了溫度感測器與低雜訊的類比數位轉換器。此電路實作於台積電180奈米製程，為了減少電路的面積，將一個溫度感測電路與二階連續時間的三角積分類比數位轉換器(2nd-order Continuous-Time Delta-Sigma ADC)整合，省去了傳統系統中的儀表放大器，並達到重複利用電路的功效。為了達成低雜訊，使用了一個電阻式數位類比轉換器(R-DAC)來減少訊號輸入端的閃爍雜訊。為了達成低雜訊，截波器(Chopper)來消除第一級運算放大器雙端輸入之間的不匹配和閃爍雜訊。而加入截波器會對輸入回授產生一個低頻的雜訊，為了去除這種雜訊，電阻式數位類比轉換器中加入了有限脈衝響應濾波器(Finite Impulse Response Filter, FIR Filter)。
提出的晶片核心面積僅0.59平方毫米，支援的量測範圍為 -40°C到100°C，轉換時間為333 微秒。在功耗為183.6 微瓦下，溫度解析度高達0.00371°C。經過批量校正後不準確度為" ±1.8 °C" ，相對應的Resolution FoM = 0.84 pJ°C2 。

關鍵字

低功率 ； 低雜訊 ； 感測器 ； 截波器 ； 類比數位轉換器 ； 溫度感測器 ； 連續時間三角積分調變器 ； 有限脈衝響應濾波器 ； 量化器

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Low-Power ； Low-Noise ； Sensor ； Chopper ； Analog to Digital Converter (ADC) ； Temperature Sensor ； Continuous-Time Delta-Sigma Analog to Digital Converters (CT ΔΣADCs) ； Finite Impulse Response Filter (FIR Filter) ； Quantizer

參考文獻

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