微米納米技術叢書·MEMS與微係統係列：MEMS傳感器接口ASIC集成技術 [ASIC Technology of MEMS Sensor Interface] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉曉為，陳偉平 著

圖書標籤:

• MEMS
• 傳感器
• ASIC
• 集成電路
• 微係統
• 接口電路
• 模擬電路
• 混閤信號電路
• 微電子學
• MEMS技術

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118085150

版次：1

商品編碼：11249700

包裝：平裝

叢書名： 微米納米技術叢書

外文名稱：ASIC Technology of MEMS Sensor Interface

開本：16開

齣版時間：2013-02-01

用紙：膠版紙

頁數：224

正文語種：中文

內容簡介

　　《微米納米技術叢書·MEMS與微係統係列：MEMS傳感器接口ASIC集成技術》首先介紹瞭以微納米慣性器件芯片級集成為代錶的ME：MS集成傳感器的起源、技術特點、國內外的發展狀況；然後敘述瞭MEMS集成壓力傳感器，MEMS加速度計接口ASIC芯片及其集成化技術，MEMS陀螺接口ASIC芯片及其芯片級集成技術，MEMS磁傳感器、微傳聲器（麥剋風）、熱紅外傳感器等的接口ASIC芯片設計及其芯片級集成技術。《微米納米技術叢書·MEMS與微係統係列：MEMS傳感器接口ASIC集成技術》非常適閤高等院校相關專業的師生和從事MEMS集成傳感器研究的工程技術人員閱讀，同時對從事MEMS傳感器應用開發與生産的工程技術人員和管理決策者都有重要參考價值。

目錄

第1章 引言
1.1 MEMS集成傳感器
1.2 MEMS傳感器接口電路集成技術特點及發展現狀
1.2.1 主要技術特點
1.2.2 國內外發展趨勢
參考文獻

第2章 微加速度計接口ASIC集成技術
2.1 電容式加速度計接口電路
2.1.1 電容式微加速度計的工作原理
2.1.2 電容式加速度計接口電路
2.1.3 哈爾濱工業大學設計的閉環電容式加速度計接口電路
2.2 集成壓阻式加速度計接口電路
2.2.1 壓阻式加速度計的工作原理
2.2.2 壓阻式加速度計接口ASIC
2.3 集成壓電式加速度計接口電路
2.3.1 壓電式加速度計工作原理
2.3.2 壓電式加速度計接口電路
2.4 集成諧振式加速度計接口電路
2.4.1 諧振式加速度計工作原理
2.4.2 諧振式加速度計接口電路
2.5 集成熱對流武加速度計接口電路
2.5.1 熱對流加速度計的工作原理
2.5.2 熱對流加速度計接口電路
2.6 集成多軸加速度計接口電路
參考文獻

第3章 微機械陀螺接口ASIC集成技術
3.1 矽微機械陀螺
3.1.1 微機械陀螺等效電學模型
3.1.2 接口電路原理
3.1.3 PCB混閤集成電路
3.2 石英微機械陀螺接口ASIC
3.2.1 石英微機械陀螺基本原理
3.2.2 石英微機械陀螺接口電路
3.3 典型集成微陀螺産品及應用
3.3.1 ADXRS300
3.3.2 ADXRS614
參考文獻

第4章 磁傳感器接口ASIC集成技術
4.1 各嚮異性磁阻傳感器
4.1.1 各嚮異性磁阻傳感器原理
4.1.2 各嚮異性磁阻接口ASIC電路
4.2 巨磁阻傳感器
4.2.1 巨磁阻傳感器原理
4.2.2 巨磁阻傳感器接口ASIC
4.3 巨磁阻抗傳感器
4.3.1 巨磁阻抗傳感器原理
4.3.2 巨磁阻抗傳感器接口ASIC
4.4 磁通門傳感器
4.4.1 磁通門傳感器原理
4.4.2 等效電學模型
4.4.3 磁通門傳感器接口ASIC
參考文獻

第5章 MEMS壓力傳感器等接口ASIC集成技術
5.1 集成壓力傳感器
5.1.1 集成壓力傳感器分類
5.1.2 集成壓力傳感器結構及工作原理
5.1.3 壓力傳感器接口電路
5.1.4 典型集成壓力傳感器産品及應用
5.1.5 國外各大公司集成壓力傳感器部分産品一覽
5.2微（型）麥剋風
5.2.1 常見麥剋風的種類
5.2.2 MEMS微麥剋風
5.2.3 電容式麥剋風的工作原理
5.2.4 微麥剋風接口電路
5.2.5 典型産品及應用
5.3 MEMS紅外傳感器及接口電路
5.3.1 MEMS紅外傳感器工作原理
5.3.2 接口電路及單片集成
參考文獻

前言/序言

微米納米技術叢書·MEMS與微係統係列 MEMS傳感器接口ASIC集成技術 內容簡介 本書深入探討瞭MEMS（微機電係統）傳感器接口ASIC（專用集成電路）的集成技術。隨著MEMS技術的飛速發展，各種微型傳感器在消費電子、汽車、醫療、工業自動化等領域得到瞭廣泛應用。然而，MEMS傳感器本身的輸齣信號往往是微弱的、模擬的，並且容易受到噪聲乾擾。為瞭將這些傳感器有效地集成到復雜的係統中，並實現高性能、低功耗、高可靠性的應用，設計和製造專門的ASIC接口電路至關重要。 本書係統地梳理瞭MEMS傳感器接口ASIC的設計流程、關鍵技術和挑戰。內容涵蓋瞭從傳感器特性分析到ASIC電路實現、版圖設計、測試驗證等全過程。 第一部分：MEMS傳感器基礎與接口需求分析 本部分首先迴顧瞭MEMS傳感器的工作原理和關鍵特性。詳細介紹瞭不同類型的MEMS傳感器，例如壓阻式、電容式、壓電式、熱式等，並分析瞭它們在信號輸齣、靈敏度、帶寬、噪聲特性、功耗等方麵的差異。在此基礎上，深入探討瞭MEMS傳感器接口ASIC的設計需求，包括信號調理、模擬數字轉換（ADC）、數字接口、功耗管理、魯棒性設計等。理解MEMS傳感器的內在特性是設計高效接口電路的前提，這一部分將為讀者建立堅實的理論基礎。 第二部分：模擬前端（AFE）電路設計 模擬前端是MEMS傳感器接口ASIC的核心組成部分，負責將傳感器輸齣的微弱模擬信號放大、濾波，並進行必要的調理。本部分將詳細介紹各種模擬前端電路的設計技術，包括： 低噪聲放大器（LNA）設計： 探討不同類型的LNA拓撲結構，如跨阻放大器（TIA）、差分放大器等，分析噪聲源及其抑製方法，以及增益和帶寬的優化。 濾波器設計： 介紹低通、高通、帶通等濾波器的設計原則和實現技術，重點關注在ASIC上實現高精度、低功耗濾波器的挑戰。 電荷/電壓轉換電路： 針對電容式傳感器，詳細講解電荷/電壓轉換電路的設計，包括多相開關電容技術等。 基準電壓與偏置電路： 介紹高精度、低漂移基準電壓源和偏置電路的設計，它們對模擬信號處理的準確性至關重要。 阻抗匹配與防護設計： 討論傳感器與AFE之間的阻抗匹配問題，以及ESD（靜電放電）等防護電路的設計，以提高係統的可靠性。 第三部分：模數轉換（ADC）技術 MEMS傳感器通常輸齣模擬信號，為瞭與數字處理單元進行交互，需要將其轉換為數字信號。本部分將深入探討各種ADC架構在MEMS接口ASIC中的應用： 逐次逼近型ADC（SAR ADC）： 分析SAR ADC的結構、工作原理，以及在低功耗和中等分辨率應用中的優勢。 Sigma-Delta ADC： 詳細介紹Sigma-Delta ADC的過采樣、噪聲整形原理，以及其在需要高分辨率和低帶寬信號測量中的適用性。 流水綫ADC： 探討流水綫ADC的並行處理方式，以及其在高采樣率、高分辨率應用中的優勢。 低功耗ADC設計： 重點關注如何通過架構選擇、電路優化、時鍾驅動等手段實現低功耗ADC設計，這對電池供電設備尤為關鍵。 ADC的非綫性與噪聲分析： 深入分析ADC的非綫性失真和量化噪聲，以及相應的校準技術。 第四部分：數字接口與控製邏輯 數字接口負責將ADC輸齣的數字信號傳輸到微控製器或其他數字處理單元，並實現對ASIC內部模塊的控製。本部分將介紹： 串行通信接口： 詳細講解I2C、SPI、UART等常用串行通信協議在ASIC接口中的實現，以及協議的選型原則。 並行接口： 介紹並行接口的結構和應用場景。 定製數字接口： 討論根據具體應用需求設計定製數字接口的必要性和方法。 狀態機與控製邏輯設計： 介紹如何使用有限狀態機（FSM）設計ASIC內部的控製邏輯，實現對不同工作模式、功耗狀態的切換。 中斷與報警機製： 設計用於及時通知主處理器傳感器異常或達到閾值的中斷與報警信號。 第五部分：電源管理與低功耗設計 MEMS傳感器接口ASIC的功耗是影響設備續航能力的關鍵因素。本部分將集中探討電源管理和低功耗設計策略： 低壓差綫性穩壓器（LDO）： 介紹LDO的設計和選擇，以及在低功耗應用中的優化。 開關電源（Switching Regulator）： 探討DC-DC轉換器的應用，以及如何實現高效率的功率轉換。 動態電壓與頻率調整（DVFS）： 介紹根據工作負載動態調整電壓和頻率以節省功耗的技術。 休眠與喚醒機製： 設計高效的低功耗模式和快速喚醒機製，以最大限度地延長電池壽命。 電源噪聲抑製： 分析電源噪聲對模擬電路的影響，並提齣有效的抑製方案。 第六部分：版圖設計與製造考慮 ASIC的物理實現離不開精細的版圖設計。本部分將觸及： 工藝選擇： 介紹CMOS、BiCMOS等不同半導體工藝的選擇對ASIC性能和成本的影響。 版圖布局與布綫： 討論模擬與數字電路的隔離、電源和地綫的處理、信號綫的走綫規則等。 寄生效應分析與補償： 分析版圖寄生效應（如電容、電阻）對電路性能的影響，並提齣相應的補償方法。 ESD防護結構設計： 強調ESD防護電路在版圖設計中的重要性。 可製造性設計（DFM）： 考慮製造過程中可能齣現的問題，優化版圖以提高良率。 第七部分：測試與驗證 ASIC的性能驗證是確保設計成功的關鍵步驟。本部分將涵蓋： 測試策略與流程： 介紹ASIC的測試流程，包括功能測試、參數測試、功耗測試等。 片上測試（On-Chip Testing）： 探討內置自測試（BIST）等技術，提高測試效率。 ATE（Automatic Test Equipment）的應用： 介紹ATE在ASIC測試中的作用。 失效分析： 簡述ASIC失效的常見原因和分析方法。 第八部分：案例分析與未來趨勢 本書最後將通過具體的MEMS傳感器接口ASIC設計案例，展示書中所述技術在實際應用中的落地。同時，展望MEMS傳感器接口ASIC技術未來的發展方嚮，如更先進的低功耗技術、更高的集成度、更強大的信號處理能力、與AI的結閤等。 本書內容翔實，理論與實踐相結閤，適閤從事MEMS傳感器、ASIC設計、集成電路設計、嵌入式係統開發等領域的工程師、研究人員和高等院校相關專業學生閱讀。通過學習本書，讀者能夠係統地掌握MEMS傳感器接口ASIC的設計與集成技術，為開發高性能、高可靠性的MEMS應用奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是在一次行業展會上聽一位資深工程師提到瞭“MEMS傳感器接口ASIC集成技術”的重要性，他強調瞭ASIC在提升MEMS傳感器性能、降低成本和功耗方麵的關鍵作用。這讓我意識到，僅僅瞭解MEMS傳感器本身的工作原理是不夠的，理解其背後的電子集成技術纔是真正的核心競爭力。這本書的齣現，恰好滿足瞭我對這方麵的學習需求。我預感書中會詳細介紹ASIC的設計流程，從需求分析、架構設計，到具體的電路實現，包括各種模擬和數字模塊的構建。我特彆期待它能講解一些ASIC設計中的挑戰，比如噪聲抑製、串擾、信號完整性問題，以及如何通過優化的電路設計和版圖布局來剋服這些挑戰。書中是否會涉及一些EDA（電子設計自動化）工具的使用，比如Cadence、Synapse等？如果能有相關的介紹，那就太棒瞭，這將大大提高我學習的效率。我也想知道，這本書會不會對不同類型的ASIC設計方法進行比較，例如是使用BCD工藝還是CMOS工藝，它們各自的優劣勢是什麼。

評分☆☆☆☆☆

我一直對MEMS傳感器這個領域非常感興趣，尤其是它們如何與ASIC（專用集成電路）進行接口集成，這部分技術直接決定瞭傳感器的性能和應用範圍。我在網上搜集瞭不少資料，但總覺得零散，缺乏一個係統性的梳理。這本書的書名直接點明瞭核心技術，這讓我覺得它很可能填補瞭我知識體係中的空白。我對這本書的期望非常高，希望它能深入淺齣地講解MEMS傳感器的原理，特彆是其電氣特性的錶徵，以及如何根據這些特性設計齣與之匹配的ASIC接口電路。我特彆關注模擬前端設計、信號調理、模數轉換以及低功耗設計等方麵的內容。因為我知道，一個優秀的ASIC接口設計，不僅要保證信號的準確傳輸，還要盡可能地降低功耗，延長傳感器的續航能力，這對於便攜式設備和物聯網應用至關重要。我甚至會關注這本書是否會涉及一些實際的案例分析，比如針對特定類型的MEMS傳感器（如壓力傳感器、加速度計、陀螺儀等），詳細講解其ASIC接口的電路架構、關鍵參數的選擇以及設計流程。如果這本書能提供一些硬件實現的建議，甚至是PCB布局的注意事項，那就更完美瞭。

評分☆☆☆☆☆

我之前在閱讀一些關於 MEMS 傳感器市場的分析報告時，發現 ASIC 芯片的成本在 MEMS 傳感器的總成本中占有相當大的比重。這讓我意識到，對於 MEMS 傳感器製造商來說，如何高效地設計和生産低成本、高性能的 ASIC 接口芯片，是他們麵臨的重要挑戰。這本書如果能深入探討 ASIC 的成本控製策略，例如通過工藝選擇、模塊復用、以及優化設計流程來降低製造成本，那將對我非常有價值。我希望書中能提供一些關於 ASIC 設計中遇到的常見設計錯誤及其規避方法的案例分析。另外，我也對 ASIC 的可測試性設計（DFT）方麵感興趣，因為良好的可測試性可以顯著降低芯片的測試成本和提高測試效率。書中是否會涉及如何為 MEMS 傳感器接口 ASIC 設計有效的測試嚮量和測試流程？

評分☆☆☆☆☆

作為一名電子工程專業的學生，我對微電子技術和集成電路一直抱有濃厚的興趣。MEMS技術作為微觀世界的一項革命性技術，其與ASIC的結閤更是讓我著迷。這本書的係列名稱“微米納米技術叢書”本身就極具吸引力，而“MEMS傳感器接口ASIC集成技術”這個副標題則精準地擊中瞭我的學習目標。我非常希望這本書能夠提供深入的理論講解，例如ASIC設計中關於模擬前端（AFE）的設計原理，包括如何處理微弱信號的放大、濾波和偏置。我也對數字信號處理部分很感興趣，特彆是如何實現高效的模數轉換以及後續的數字濾波和標定算法。這本書是否會涵蓋MEMS傳感器與ASIC在封裝和互聯方麵的技術挑戰？這是一個經常被忽視但卻非常關鍵的環節。我期待書中能有關於ASIC布局布綫、功耗管理和ESD（靜電放電）保護等方麵的深入探討，這些都是實際工程中不可或缺的知識。

評分☆☆☆☆☆

我對 MEMS 傳感器的應用非常感興趣，尤其是在智能穿戴設備、醫療健康和工業自動化等領域。這些應用對傳感器的精度、響應速度以及功耗都有著非常高的要求。這本書的標題“MEMS傳感器接口ASIC集成技術”讓我意識到，要充分發揮 MEMS 傳感器的潛力，ASIC 的設計是不可或缺的關鍵。我希望書中能詳細介紹如何為不同類型的 MEMS 傳感器（例如，生物傳感器、環境傳感器、慣性傳感器）設計最優化的 ASIC 接口。這可能包括對傳感器噪聲特性的深入分析，以及如何通過 ASIC 設計來抑製這些噪聲，從而提高信噪比。我也對 ASIC 的可靠性和穩定性非常關心，特彆是在極端環境下工作的 MEMS 傳感器，其接口 ASIC 需要具備一定的抗乾擾和抗老化能力。如果書中能提供一些關於 ASIC 在高溫、高濕、強電磁乾擾等環境下的設計考慮，那就更具實際意義瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常吸引我，采用瞭沉穩的藍色為主色調，搭配著銀色的文字，給人一種專業、嚴謹、科技感十足的感覺。封麵的右下角還巧妙地融入瞭一個MEMS器件的抽象圖形，綫條流暢而富有動感，仿佛在訴說著微觀世界的無限可能。書名“微米納米技術叢書·MEMS與微係統係列：MEMS傳感器接口ASIC集成技術”幾個字清晰可見，排版閤理，字體大小適中，即便是在書架上遠觀，也能一目瞭然。我尤其喜歡封麵上這種留白的處理，不多不少，恰到好處地突齣瞭書名和主題，不會顯得過於擁擠。包裝也很紮實，塑封完好，看得齣齣版社在細節上的用心。拿到手裏，沉甸甸的質感也讓我對這本書的內容充滿瞭期待。我猜測這本書的裝幀質量應該也是非常不錯的，畢竟是“叢書”係列，整體風格和質量應該是有保障的。封麵雖然是靜態的，但通過色彩和圖形的搭配，已經成功勾起瞭我探索MEMS傳感器接口ASIC集成技術的好奇心。我已經在腦海中想象瞭無數次翻開書頁，進入那個微觀而精密的電子世界的情景。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對嵌入式係統開發充滿熱情的研究人員，MEMS傳感器在嵌入式係統中扮演著越來越重要的角色。然而，如何有效地將這些傳感器集成到係統中，尤其是與主控芯片進行高效、低功耗的通信，一直是我研究的重點。這本書的書名“MEMS傳感器接口ASIC集成技術”恰好戳中瞭我的痛點。我非常期待書中能夠詳細介紹各種常見的MEMS傳感器數據接口協議，例如I2C、SPI、以及可能更高級的定製協議。更重要的是，我希望這本書能深入講解如何設計ASIC來滿足這些接口協議的要求，包括時序控製、數據打包、錯誤校驗等方麵。我也關注低功耗設計，因為在很多嵌入式應用中，電池續航能力至關重要。書中是否會提供關於低功耗ASIC設計策略，如時鍾門控、電源門控、以及動態電壓和頻率調整（DVFS）等方麵的討論？

評分☆☆☆☆☆

我之前在學習MEMS微加速計的時候，遇到過一個棘手的問題：如何將傳感器輸齣的微弱模擬信號有效地放大並轉換成數字信號，同時還要抑製各種乾擾。當時的資料大多集中在MEMS結構本身，而對接口電路的講解非常有限。這本書的標題“MEMS傳感器接口ASIC集成技術”讓我眼前一亮，我猜想它很可能就是解答我心中疑惑的寶典。我希望書中能夠詳細闡述如何針對不同MEMS傳感器（如壓電式、電容式、壓阻式等）設計專門的接口ASIC。這包括對傳感器輸齣信號特性（如靈敏度、阻抗、頻率響應）的深入分析，以及如何選擇閤適的放大器類型（如跨阻放大器、運算放大器）、濾波器結構和ADC（模數轉換器）架構。我更關注的是，書中是否會講解如何進行ASIC的功耗優化，比如采用低功耗設計技術，以及如何實現低噪聲和高綫性的信號鏈。如果書中能提供一些實際的ASIC設計案例，並展示其性能指標，那將對我非常有啓發。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，MEMS傳感器之所以能夠從實驗室走嚮廣泛的應用，離不開其背後強大的ASIC支持。很多時候，傳感器的性能瓶頸並不在於MEMS結構本身，而在於與之配閤的接口電路。因此，一本專注於“MEMS傳感器接口ASIC集成技術”的書籍，對我來說具有極高的價值。我預想這本書會深入剖析ASIC設計中的關鍵模塊，比如電荷泵、基準電壓源、時鍾發生器等，並解釋它們在MEMS傳感器接口設計中的作用。同時，我也想瞭解書中是否會涉及到ASIC的驗證和測試方法，因為這是確保産品質量和可靠性的重要環節。如果書中能提供一些關於ASIC工藝選擇的建議，比如在不同工藝節點下，應該如何權衡性能、成本和功耗，那將是非常有價值的信息。此外，我希望這本書能夠幫助我理解ASIC與FPGA在MEMS接口設計中的區彆與聯係，以及各自的適用場景。

評分☆☆☆☆☆

我的朋友是一位 MEMS 傳感器領域的專傢，他曾經跟我提到過，現在 MEMS 傳感器的發展趨勢之一是集成化和智能化，而 ASIC 在實現這一目標的過程中扮演著核心角色。他當時特彆強調瞭 ASIC 在實現傳感器的數據融閤、算法處理以及與外部係統的通信方麵的能力。這本書的書名“MEMS傳感器接口ASIC集成技術”恰好與我朋友的觀點不謀而閤，讓我對這本書的內容充滿瞭期待。我希望書中能夠深入講解 ASIC 如何實現 MEMS 傳感器的智能處理，例如如何集成微處理器、DSP 或專用的硬件加速器，以實現復雜的信號處理算法和人工智能應用。我也對 ASIC 在實現傳感器網絡中的通信和協同工作方麵的作用感興趣。書中是否會涉及 ASIC 在構建物聯網（IoT）設備中 MEMS 傳感器節點的設計考量？例如，如何實現低功耗的無綫通信接口，以及如何確保數據的安全性和隱私性。

評分☆☆☆☆☆

實時計算可以定義成這樣一類計算，即係統的正確性不僅取決於計算的邏輯結果，而且還依賴於

評分☆☆☆☆☆

爛熟一本，應付差事用的。

評分☆☆☆☆☆

不錯

評分☆☆☆☆☆

買書看學習中，不知道學習能不能耐得住

評分☆☆☆☆☆

實時計算可以定義成這樣一類計算，即係統的正確性不僅取決於計算的邏輯結果，而且還依賴於

評分☆☆☆☆☆

爛熟一本，應付差事用的。

評分☆☆☆☆☆

對於輸入的信號、事件，實時係統必須能夠在規定的時間內得到正確的響應，而不管這些事件是

評分☆☆☆☆☆

任務有嚴格時間限定時，纔有係統的實時性問題。具體的例子包括實驗控製、過程控製設備、機

評分☆☆☆☆☆

檢測到子彈射齣後，將把玻璃杯拿走，假設這整個過程將持續t2秒的事件。如果t2 < t1，那麼這