四阶sigma-delta ADC设计：提升矿井温度传感器性能

本文主要探讨了在矿井环境下设计一种高效、精确的温度传感器应用系统，特别关注的是四阶一位sigma-delta型模数转换器（ADC）。作者陆倩和任子晖来自中国矿业大学信电学院，他们针对矿井温度监测的特殊需求，设计了一款能够覆盖0-100摄氏度温度范围，具有±1℃高精度测量能力的传感器。 sigma-delta ADC，因其能有效减小量化噪声，尤其适合在存在强噪声干扰的环境中，如矿井深处，其工作原理是通过连续不断地量化和积分信号，将误差积累起来并在后续过程中进行修正。这种技术通过2-2级联的结构来优化性能，能够抑制积分器输出的摆幅，从而减少谐波失真，提升动态范围。这样可以确保在矿井深处复杂的电磁环境和振动条件下，传感器依然能够稳定可靠地传输准确的数据。 为了进一步减小噪声影响，特别是运算放大器的1/f噪声，文中采用了相关双采样电路。这种电路设计有效地降低了噪声对转换结果的影响，提高了整体系统的抗干扰能力。此外，文章还特别强调了比较器的设计，选择了结构简单但速度较快的动态比较器，以满足实时数据采集的需求。 关键词部分提到了“温度传感器”、“sigma-delta ADC”、“相关双采样”以及“动态比较器”，这些都是设计的核心要素。论文的分类号TN45表明了其在电子工程和信息技术领域的研究定位，主要关注于温度传感器的设计和应用技术。 这篇论文深入研究了如何利用sigma-delta ADC技术改进矿井温度传感器的设计，注重实际应用中的精度、抗干扰性和通信传输能力，对于理解和优化矿井环境下的温度监控系统具有重要的学术价值。