巨磁阻生物传感器阵列及专用锁相放大器设计

EW_GⅠ是基于GMR（巨磁阻）传感器，用于检测血样中特种病毒的正在研发的生物芯片系统。叙述了其巨磁阻传感器阵列以及后端锁相放大IC电路的设计及实现。该阵列包含32个GMR传感器单元和2个传感器参考单元，形成多路的半桥式惠斯通电桥，用于感应绑定磁球的附加磁场。每个单元（100μm×100μm）由长1mm、宽7μm的巨磁电阻蜿蜒而成，该电阻采用[Ag（2nm）/NiFe（6nm）/Cu（2.2nm）/CoFe（4nm）]20结构，采用Ag作为镜面层，其饱和磁场小于等于30mT，GMR值约6%，单个传感器电阻约为780Ω。配套的锁相放大芯片包括了信号通道、参考通道、前置低噪声放大器、带通滤波器、可控增益放大器、相敏检测电路、正交移相电路、差分直流放大电路八个部分，整个设计功耗小于50mW@Vcc=3V。     

用于巨磁阻生物传感器检测的模拟前端电路

提出一种用于巨磁阻(GMR)生物传感器检测的模拟前端电路。电路采用电压检测的方法,包括基准电压源,单位增益缓冲器,电荷转移型开关电容采样保持电路,流水线模数转换器四部分;基准电压源用于产生传感器阵列的片内激励电压;传感器阵列的检测输出电压经单位增益缓冲器后,由开关电容采样保持电路进行采样,保持,放大;最后经过流水线模数转换器输出数字码流;芯片采用SMIC 0.18μm 1P6M CMOS厚栅氧工艺实现。测试结果表明,在电源电压3.3 V,20 MHz时钟下测试,整体电路输出信号有效精度达到7.2 bit,功耗33 mW,满足GMR生物传感器的检测要求。     

四端桥式磁阻传感器的原理及设计

从实用角度出发，详细描述了利用薄膜工艺制作四端桥式磁阻传感器的版图结构和工艺流程。     

巨磁阻效应器件

巨磁阻效应器件是德国西门子公司研制生产的一种新颖的磁敏传感器,与传统的金属薄膜磁阻相比,其在弱磁场下的灵敏度更高,有效检测距离高达25毫米;该磁阻传感器与检测磁场的大小无关,仅对磁场的方向非常敏感.因而特别适合于制作角度编码器、无接触电位器,也可用于GPS导航系统.     

基于巨磁阻传感器的交通流量采集系统的设计

通过介绍巨磁阻传感器的原理以及车辆引起地球磁场扰动的特性,并结合物联网技术,设计了一种准确可靠的交通流量采集系统,详细介绍了系统内各部分的组成及功能。     

巨磁阻效应及其应用

文章主要介绍了巨磁阻效应(GMR:Giant Magneto Resistance)的基本原理,也介绍了相应的应用的实现原理和方法,给出了利用GMR效应器件在电子设计的应用参考.     

自适应可变磁阻传感器放大器及其应用

LM1815是省略门电路的自适应传感放大器,适用于马 达控制。LM1815提供一次性脉冲输出,其前沿与反向过零 基准输入信号恰好一致。正常工作时,计时基准信号在外部 被处理（延迟）并且返回LM1815,然后逻辑输入可以用作 传送到输出驱动极的定时基准或处理信号。     

基于GMR传感器阵列的生物检测研究

利用磁性传感器,特别是GMR传感器,对生物特异性反应进行检测,从而解决传统荧光检测存在的标记易失、可重复性差,对设备和技术人员要求高等缺点.采用超顺磁磁珠作为磁性标记物,将其与被测生物分子充分结合后固定在芯片表面,再通过磁阻传感器的磁阻变化检测磁性标记的存在.采用高灵敏度的GMR传感器和磁性含量高的磁性颗粒,减小标记与传感器之间的距离和尺度差异,能提高阵列生物检测性能.将GMR传感器阵列应用在生物检测上是极具发展前途的研究方向,通过对已有方案的改良或选用新型的材料,最终会实现磁性生物传感器灵敏、快速、便捷的实际应用.     

基于磁阻传感器的弹用姿态测试系统设计

设计一种基于霍尼韦尔公司生产的HMC1001型和HMC1002型磁阻传感器的姿态测量系统,通过对飞弹飞行过程中的姿态实时测量,实现飞弹的导航制导。该设计中,为解决磁阻传感器易受环境温度影响,且输出信号较弱的问题,专门设计了一种新型的恒流源供电电路以及信号放大、滤波、A/D转换电路,然后使用磁场发生器对系统的静态性能做了标定,得到的测试结果完全满足设计指标的要求。     

一种自旋阀GMR隔离放大器设计

为了解决传统光电隔离、电容隔离和变压器隔离存在的线性度及频率特性等问题,设计了一种自旋阀巨磁阻（GMR）隔离放大器,具有灵敏度高、线性度好及结构简单等特点,且可以与硅等半导体电路集成。基于CSMC 0.5μm混合信号工艺,采用Tanner软件对电路进行编辑、仿真与验证。隔离器前端电路可将0～5 V的输入电压转换为1.4～10 mA电流,后端接收电路在增益为1时的共模抑制比为73 dB,增益可调节范围为1～200,工作带宽大于100 kHz,能满足恶劣环境条件下应用的各项指标要求。     

基于C8051F021和GMR传感器的焊缝检测通道设计

为了解决在焊缝检测过程中,传感器拾取信号的处理问题.本文提出以SOC(system on chip,片上系统)的C8051F021为基础,采用时间触发器分时处理焊缝和GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)焊枪悬浮高度传感器等信息,设计出焊缝的自动焊接检测通道.经试验表明,这些电路抗干扰能力强、实时性好,其采样精度完全满足控制系统的要求.具有很好的实用价值.     

一种应用于阵列TDC的低抖动锁相环设计

传统的PLL（Phase Locked Loop）电路受限于环路参数的选定,其相位噪声与抖动特性已经难以满足大阵列、高精度TDC（Time-to-Digital Converter）的应用需求.本文致力于PLL环路带宽的优化选取,采取TSMC 0.35μm CMOS工艺实现了一款应用于TDC的具有低抖动、低噪声特性的锁相环（Phase Locked Loop,PLL）电路,芯片面积约为0.745mm×0.368mm.实际测试结果表明,在外部信号源输入15.625MHz时钟信号的条件下,PLL输出频率可锁定在250.0007MHz,频率偏差为0.7kHz,输出时钟占空比为51.59%,相位噪声为114.66dBc/Hz@1MHz,均方根抖动为4.3ps,峰峰值抖动为32.2ps.锁相环的相位噪声显著降低,输出时钟的抖动特性明显优化,可满足高精度阵列TDC的应用需要.     

智能化传感器中应用仪表放大器的电路设计

在智能化传感器系统中广泛采用仪表放大器构成信号的放大处理电路。放大差分信号的仪表放大器在实际应用中,要考虑输入共模电压范围、增益的选择、滤波、共模频率、输入电流回路设计等问题,以及选择信号的输入方式。针对这些问题,本文进行了较为详尽的讨论。     

X波段砷化镓单片驱动功率放大器

介绍了X波段砷化镓单片驱动功率放大器的结构设计、CAD设计、工艺制作及测试结果。该放大器工作频率高、增益高,同时具有一定的输出功率,适用于各种应用环境。X波段砷化镓单片驱动功率放大器工作在8~10 GHz,典型输出功率≥20.5 dBm,功率增益≥19 dB,工作电流≤100 mA。     

W波段倍频放大组件的研制

介绍W波段倍频放大组件的原理与设计技术,并给出实验结果和改进方法。     

一种530 MHz低功耗锁相倍频集成电路的研制

为适应星载测控系统小型化、集成化和低功耗的需要，根据国内集成电路工艺条件，设计并制作了一种特高频锁相倍频集成电路。其最高工作频率大于530MHz，功耗小于60mW。介绍了该集成电路的电路原理、工艺和版图的设计方法。     

低矫顽力GMR磁传感器及其单畴模型的研究

在硅片上制备结构为Ta/NiFeCr/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta的IrMn顶钉扎自旋阀薄膜,并最终制成了一组基于此自旋阀结构的GMR磁传感器芯片。利用弱磁场下的退火工艺,改变薄膜易磁化轴的方向,当退火温度为150℃、外加磁场为120Oe时,GMR芯片的矫顽力可以降至0.2Oe以下。同时建立了一种自旋阀自由层的单畴模型,用以解释这一退火效应。利用Mat-lab计算GMR芯片的Meff-H曲线,所得到的计算结果与实验结果一致。所以,自旋阀自由层易磁化轴的方向与GMR磁传感器的性能有着密切的关系。