单片集成压力传感器优化设计与弱信号处理电路

"单片集成压力传感器及弱信号处理电路的设计" 这篇学术论文主要探讨了单片集成压力传感器的设计及其弱信号处理电路的优化。作者来自重庆大学光电工程学院和模拟集成电路重点实验室，研究的重点在于利用微机电系统（MEMS）技术与集成电路（IC）的结合，以提升传感器性能和降低成本。单片集成是现代传感器技术的一个重要发展方向，它能有效整合传感器和信号处理单元，提高系统的整体效能。 论文指出，单片集成压力传感器中的压阻电桥通常输出信号较小，这使得直接检测变得困难，同时，电桥会因温度变化产生温度漂移，影响传感器的精度。为了改善这种情况，作者进行了理论分析和软件仿真，特别是针对力敏电阻在硅膜上的最优位置进行了研究。通过调整力敏电阻的位置，可以优化传感器的压阻效应，从而在10至400kPa的压力范围内获得约0.36mV/kPa的灵敏度。 论文提出了一种由惠斯登电桥的双端输出与两级放大器组成的电路结构。这种设计利用对称输入和全摆幅输出，旨在解决小信号输出和零点漂移的问题。通过Cadence软件进行电路模拟，结果显示在5V电源电压下，放大电路的输出范围为0.036~4.953V，具有110dB的开环增益，共模抑制比（CMRR）为105.8dB，相位裕度为63.68°。这些参数表明，所设计的电路能够有效处理压力传感器的弱信号，满足实际应用的需求。 关键词涵盖了压力传感器、压敏电阻、单片集成电路以及弱信号处理电路，反映了论文的研究核心。中图分类号和文献标识码则分别指明了论文在科技文献分类体系中的位置和其学术性质。文章编号则为追踪和引用该论文提供了具体的信息。 这篇论文为单片集成压力传感器的性能提升和弱信号处理提供了一个创新的解决方案，对于相关领域的研究和工程实践具有重要的参考价值。