Design and development of current-mode hall sensor microarray with analog front-end and ADC integrated circuit
Akım modlu hall sensor mikrodizini için analog ön uç ve ADC entegre devre tasarımı ve geliştirilmesi
- Tez No: 527118
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜNHAN DÜNDAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Analog ön uç parçaları ve okuma devresi de dahil olmak üzere çalışılan akım modlu ve çapraz şekilli Hall etkisi algılayıcısı mikrosisteminin her yapı bloğu detaylı bir şekilde sunulmuştur. Bunlar, 4 fazlı akım eğirme, kıyıcı amplifikatörü, anahtarlamalı kondansatör alçak geçiren filtre ve tek eğimli analogdan dijitale dönüştürücülerdir. Akım modlu Hall sensörlerin ofset ve 1/f gürültüsünü ortadan kaldırmak için önemli çaba sarfedilmiştir. Ek olarak kıyıcı yükselticileri kullanan akım-voltaj dönüşümü de araştırılmıştır. 1 kHz civarında gürültü büyüklüğü, doğrama tekniği kullanılarak 65 nV'dan 8 nV'a düşürülmüştür. Çapraz şekilli bir Hall sensörünün optimum W/L oranı 2.55 olarak bulunmuştur, bu 10 uA'lik Hall akımı ile 239 nA/T duyarlılık sağlar. Doğrama frekansının tekli harmoniklerindeki istenmeyen gürültü bileşenlerini ortadan kaldırmak için 5. derece eliptik anahtarlamalı kondansatör alçak geçiren filtre tasarlanmıştır. Manyetik alan verilerini dijital olarak temsil etmek için 10 bitlik tek eğimli ADC tasarlanmıştır. Sunulan tasarımlar UMC 180 nm CMOS teknolojisi kullanılarak yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
A study of current-mode cross-shaped Hall effect sensors with detailed analyses of each building block of Hall effect sensor microsystems including analog front-end components, and readout circuitry is presented. These include 4-phase current spinning, chopper amplifier, switched capcitor low-pass filter, and single-slope analog-to-digital converters. Significant effort is devoted to eliminate the offset and 1/$f$ noise of current-mode Hall sensors. In addition, current-to-voltage conversion using chopper amplifiers is also investigated. The noise magnitude around 1 kHz is reduced from 65 nv to 8 nv using the chopping technique. The optimum $W/L$ ratio of a cross-shaped Hall sensor is found to be 2.55 which provides a sensitivity of 239 nA/T by biasing at 10 $\mu$A. A switched capacitor 5th order elliptic low-pass filter is designed to remove the unwanted noise components that appear at odd harmonics of the chopping frequency. A 10-bit single-slope ADC is designed to digitally represent the magnetic field data. The designs presented are made using UMC 180 nm CMOS technology.
Benzer Tezler
- Design and development of hall sensors for magnetic microsystems
Manyetik mikrosistemler için koridor algılayıcı tasarımı ve geliştirilmesi
NAZANIN TAKBIRI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. HAMDİ TORUN
Prof. GÜNHAN DÜNDAR
- Self-commissioning and position sensorless field oriented control of IPMSM
Gömülü mıknatıslı senkron motorun kendi kendine devreye alınması ve konum sensörsüz alan yönlendirmeli kontrolü
YASİN ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUFAN KUMBASAR
- Simulation and circuit design of an inverter driver with sensorless field oriented control for a PMSM used in compressor
PMSM kullanılan kompresör için ve algılayıcısız alan yönlendirmeli kontrol kullanılan evrici sürücünün benzetim ve devre tasarımı
TOLGA ODABAŞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LALE ERGENE
- Şebeke bağlantılı tek fazlı mikro eviricinin tasarlanması ve gerçekleştirilmesi
Design and realisation of grid connected single phase microinverter
EMRE ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DENİZ YILDIRIM