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Sensors

100 篇

ISSCC 2026Session 24Sensors180nm CMOS
Hyeong-Joon Kim, Yousung Park, Kihyun Kim, Seunghwa Shin, Hyun-Sik Kim
本文提出了一款用于高分辨率OLED的10位显示驱动芯片,采用创新的枢转跨导线性环DAC-in-buffer结构,通过浮空电压镜像解耦粗/细域,实现了面积、速度和线性度之间的权衡优化。该芯片在180nm CMOS工艺下制造,实现了1μs的1-H扫描时间和1722μm2/通道的紧凑面积。
提出枢转跨导线性环(PTL)DAC-in-buffer架构,克服了面积、速度和线性度的权衡限制。
引入浮空电压镜像(FVM)技术,解耦粗/细域,实现基于真DC插值的5b+5b架构,在保持高线性度的同时节省面积。
ISSCC 2026Session 24Sensors180nm CMOS
Yousung Park, Gyu-Wan Lim, Hyun-Sik Kim
本文提出一种512通道10位源极驱动IC,采用电流模式自动调零(CM-AZ)方案,同时消除输出缓冲器偏移和抑制LSB堆叠DAC中的AC耦合误差,实现1.4mV DVO和600ns水平时间,适用于超快帧率、均匀亮度的移动OLED显示器。
提出电流模式自动调零(CM-AZ)方案,透明地消除输出缓冲器偏移,且不增加时序开销。
CM-AZ同时抑制LSB堆叠DAC中的AC耦合误差,进一步降低差分输出电压(DVO)。
ISSCC 2026Session 24Sensors
Ching-Yen Lee, Yueh-Feng Tsai, Ying-Sheng Lin, Chia-Hsiang Yang
该论文提出了一种用于3D虚拟现实的张量显示处理器,通过算法-架构协同优化将焦堆栈转换为张量显示,降低了计算和硬件复杂度。在200MHz时钟频率下实现了161Mpixels/s的最大吞吐量(等效于HD分辨率下87fps),归一化能耗为0.9nJ/pixel,PSNR为23.7-24.8dB。
采用算法-架构协同优化,将焦堆栈转换为张量显示,显著降低计算复杂度。
实现了高吞吐量(161Mpixels/s)和低能耗(0.9nJ/pixel),适用于VR/AR显示处理。
ISSCC 2026Session 24Sensors28nm CMOS
Kihyun Kim, Jun-Gi Lee, Hyun-Sik Kim
本文提出了一种用于微发光二极管硅基显示的数字PWM CMOS背板,采用共享统一的内存-像素结构,实现了4042 PPI的高分辨率和10位240Hz的刷新率。通过统一D触发器链和分层时分PWM技术,解决了像素内寄存器、计数器和比较器集成的问题,并提高了面积效率。
提出统一D触发器链(UDC),将像素内寄存器、计数器和比较器合并为一个可重构单元,节省面积和功耗。
采用分层时分PWM(HTD-PWM)与 shuffled rolling-shutter(SRS)技术,将LSB引擎在1×6像素簇间时分复用,实现高效PWM驱动。
ISSCC 2026Session 24Sensors28nm CMOS
Yongil Kwon, Sunkwon Kim, Youngkil Choi, Taehyun Kwon, Seongyoung Ryu, Sewhan Na, Kangjoo Kim, Uijong Song, Hyun-Wook Li
本文提出一款28nm CMOS工艺的6652-PPI微LED AR显示驱动芯片,通过像素级感测与pBIST校准电路实现对电流变化的精确补偿。集成了8位移位寄存器与MSB锁存器实现PWM,并采用自刷新、局部更新和注视点渲染等系统技术,将MIPI带宽降低59.2%,功耗降低40.1%。
提出像素内存储器背板电路,集成pBIST实现像素级感测与补偿,有效校正电流失配。
采用8b移位寄存器与MSB锁存器实现PWM驱动,适用于2.7µm超小像素间距。
ISSCC 2025Session 28Sensors
Sining Pan1, Xiaolong Zhang1, Baoyi Zheng1, Yihang Cheng1, Hui Jiang2, Huaqiang Wu1
本文提出了一种用于高分辨率浮空目标位移检测的电容数字转换器,通过低通RC前端将传感电容转换为相移,并利用高分辨率相位域Delta-Sigma调制器进行数字化,实现了143dB动态范围和119dB共模抑制比。该设计有效抑制了电场干扰,解决了浮空目标在高频下的干扰问题。
采用低通RC前端将电容变化转换为相移,结合相位域Delta-Sigma调制器实现高分辨率数字化。
通过前端和读出电路的固有高/低通噪声滤波,同时抑制低频和高频干扰,提升共模抑制比。
ISSCC 2025Session 28Sensors
Bingrui Li, Zilong Shen, Haoyang Luo, Jiachang Yang, Zongnan Wang,
该论文提出了一种基于斩波kT/C噪声消除和Add-Then技术的缩放式电容-数字转换器(CDC),实现了185.2dB FoMs和8.7aFrms的高分辨率。该设计结合了SAR和ΔΣM的优势,有效解决了高能效与低延迟的矛盾,适用于高性能MEMS传感器等实时应用。
提出基于斩波的kT/C噪声消除技术,降低了传统CDC中kT/C噪声限制。
引入Add-Then结构,结合缩放式SAR和VCO时间域ΔΣM,实现高分辨率和低功耗。
ISSCC 2025Session 28Sensors
Gichan Yun1, Haidam Choi1, Yoontae Jung1,2, Jiho Myung1, Sein Oh1,
该论文提出了一种连续时间噪声整形SAR电容数字转换器(CDC),用于IoT环境监测应用,实现了189.3dB的FoMS和14.5fJ/转换步的低功耗。它通过噪声整形和过采样技术解决了小电容变化高精度测量与低功耗之间的矛盾。
首次将连续时间噪声整形SAR架构应用于电容数字转换器,显著提升能效。
采用低功耗设计实现14.5fJ/转换步的极低能量消耗。
ISSCC 2025Session 28Sensors
Donghyun Youn1, Kyeongwon Jeong2, Woongro Youn1, Hoyong Seong1,
本文提出了一种PM-SAR混合型电容数字转换器,通过时间差消除技术实现18.5nF的输入范围,在18.1pF输入电容下达到6.1µs的转换时间。解决了大输入范围和高精度电容检测的权衡问题。
采用PM-SAR混合架构,结合相位调制和逐次逼近寄存器实现宽输入范围电容检测。
通过双振荡器(S-OSC和R-OSC)产生时间差,并利用数字比较器和边沿检测器放大周期信息,消除初始时间差,仅保留电容变化信息。
ISSCC 2018Session 10Sensors
Ki-Duk Kim1, Seunghyun Park1, Kye-Seok Yoon1, Gyeong-Gu Kang1, Hyun-Ki Han1,
该论文提出了一款80×60像素的微辐射热计CMOS热成像仪,实现了100mK的NETD和100ms的快速启动时间。通过集成0.234mm²面积、1.89μVrms噪声的12位ADC,在低成本非制冷条件下实现了高性能热成像。
集成低噪声(1.89μVrms)、小面积(0.234mm²)的12位ADC,提升热成像信噪比。
实现100ms的快速启动时间,满足热成像仪快速响应的需求。
ISSCC 2018Session 10Sensors
Gwangrok Jung1, M. Wasequr Rashid1, Thomas M. Carpenter2,
这篇论文提出了一种单芯片、减少导线的主动导管系统,用于心内超声成像。系统集成了可编程发射波束成形和接收时分复用功能,旨在提高成像质量并简化导管结构。
单芯片集成方案大幅减少了导管系统中的导线数量,降低了系统复杂度。
可编程发射波束成形和接收时分复用技术实现了实时超声成像的优化。
ISSCC 2018Session 10Sensors
Chao Chen1, Zhao Chen1, Deep Bera2, Emile Noothout1, Zu-Yao Chang1,
该论文提出了一种用于微型3D超声探头的适配间距前端ASIC,集成了子阵列波束成形ADC,有效解决了二维换能器阵列中大量元件与有限电缆数量之间的不匹配问题。
首次实现了每个换能器元件仅0.91mW功耗的适配间距前端ASIC,集成了子阵列波束成形ADC,大幅降低了数据输出通道数。
通过集成波束成形ADC减少了所需电缆数量,使得用于3D经食道和心内超声成像的微型探头成为可能。
ISSCC 2018Session 10Sensors
Kyung-Hoon Lee1, Sang-Pil Nam1, Jung-Ho Lee1, Michael Choi1,
本文提出了一种抗噪声的手写笔模拟前端,采用可调频率调制和线性插值数据重建技术,解决了移动设备中手写笔在噪声环境下信号检测的难题。通过比较不同手写笔系统,该设计提升了信噪比和抗干扰能力。
提出可调频率调制技术,动态调整调制频率以抑制特定噪声干扰。
采用线性插值数据重建方法,恢复因噪声丢失的信号信息,提高检测精度。
ISSCC 2018Session 10Sensors
Jae-Sung An1, Sang-Hyun Han2, Kyeong-Bin Park1, Ju Eon Kim3,
针对86英寸大尺寸触摸屏面板,提出了一种多路交互式电容触摸系统(MI-CTS),支持主动笔输入并实现了手掌误触抑制功能,解决了现有系统无法同时进行实时多路交互以及主动笔使用中的手掌误触问题。
首次实现了多路交互式电容触摸系统(MI-CTS),支持在86英寸大屏幕上多用户同时实时交互。
提出主动笔的手掌误触抑制(palm rejection)方法,提高书写和绘图体验。
ISSCC 2018Session 10Sensors
Qingbo Guo1, William Deng2, Ozkan Bebek3, Cenk Cavusoglu4,
该论文提出了一种基于MEMS可穿戴地面反作用力传感器阵列和接口ASIC的个人惯性导航系统,旨在解决GPS缺失环境下的高精度位置追踪问题。通过传感器阵列和专用ASIC,系统实现了更准确的位移和方向估计。
采用MEMS地面反作用力传感器阵列替代传统IMU,提高步态检测和位移计算精度。
设计专用接口ASIC,实现传感器信号的低噪声、低功耗采集与处理。
ISSCC 2018Session 10Sensors
Burak Eminoglu, Bernhard E. Boser
提出一种基于频率调制的MEMS陀螺仪,直接测量速率作为频率并与精密时钟参考比较实现数字输出,避免了传统位移测量方法中比例因子复杂且易受参数变化影响的问题。实现了40ppm的比例因子精度和1.2度/小时的偏置稳定性。
采用直接频率测量替代间接位移测量,简化了比例因子并提高了精度
利用斩波技术降低低频漂移,提升偏置稳定性
ISSCC 2017Session 9Sensors
Vikram Chaturvedi1, Mohammad Reza Nabavi2, Johan Vogel1,
该论文提出了一种基于涡流原理的高分辨率位移传感器接口电路,采用126MHz高频激励和斩波稳定技术,实现了0.6nm的分辨率和19.8mW的低功耗。解决了高频下高精度测量与噪声抑制的难题。
提出0.6nm分辨率的涡流位移传感器接口,采用126MHz高频激励实现高灵敏度。
采用斩波稳定技术并与激励时钟同步,有效抑制低频噪声和失调,避免频谱混叠。
ISSCC 2017Session 9Sensors
Hui Jiang, Kofi A. A. Makinwa, Stoyan Nihtianov
本文提出一种低噪声节能的桥式读出集成电路,通过稳定的桥偏置补偿方案抑制偏置漂移,实现了3.7nV/√Hz的输入噪声功率谱密度和44.1的功率效率因子,适用于精密传感应用。
提出一种稳定的桥偏置补偿方案,有效减少偏置漂移对测量精度的影响
在保持低噪声(3.7nV/√Hz)的同时实现高能量效率(PEF=44.1)
ISSCC 2017Session 9Sensors
Hyunseok Hwang1, Hyeyeon Lee1, Hongchae Kim2, Youngcheol Chae1
本文提出一种用于电容触摸传感器的电流驱动ΔΣ ADC架构,实现了6.9mW功耗、120fps帧率和28×50分辨率,针对1mm触控笔达到41.7dB SNR,解决了细间距触摸屏对高分辨率、低功耗和高效率的需求。
采用电流驱动ΔΣ ADC替代传统电容电荷放大器作为模拟前端,改善了噪声性能并降低了功耗。
实现了高帧率(120fps)和低功耗(6.9mW)的平衡,同时保持对1mm触控笔的高信噪比(41.7dB)。
ISSCC 2017Session 9Sensors
Jae-Sung An1, Sang-Hyun Han2, Ju Eon Kim3, Dong-Hyun Yoon3,
提出了一种基于多频率驱动的电容触摸系统,支持主动笔的压力和倾斜角度表达,实现了3.9kHz的高帧率,解决了主动笔低SNR和有限绘画表达的问题。
采用多频率同时驱动技术,实现主动笔的压力和倾斜角度检测,增强了绘画表达的丰富性。
通过优化信号处理,将帧率提升至3.9kHz,满足流畅交互需求。
ISSCC 2017Session 9Sensors
Elmar Bach, Richard Gaggl, Luca Sant, Cesare Buffa, Snezana Stojanovic,
该论文提出了一种采用标准CMOS工艺实现的1.8V真差分MEMS数字麦克风,能够处理高达140dB SPL的全量程声压,同时提供67dB的信噪比。解决了在低电源电压下兼顾高动态范围和信噪比的挑战,适用于手机和助听器等消费音频应用。
ISSCC 2017Session 9Sensors
Maximilian Marx1, Daniel De Dorigo1, Sebastian Nessler1,
本文提出了一种用于CT-ΔΣ MEMS陀螺仪的基于噪声观测的背景谐振频率调谐电路,通过实时观测噪声来匹配电气带通滤波器与传感器的驱动/检测谐振频率,实现了仅27μW的功耗和0.06mm2的面积,适用于低功耗闭环陀螺仪系统。
首次提出基于噪声观测的背景调谐方法,无需额外测试信号即可连续跟踪谐振频率变化,避免了传统调谐电路对传感器正常工作的干扰。
在极低功耗(27μW)和极小面积(0.06mm2)下实现频率调谐,相比于传统方案大幅降低了系统开销,使闭环陀螺仪适用于电池供电的移动设备。
ISSCC 2017Session 9Sensors
Bahman Yousefzadeh, Kofi A. A. Makinwa
本文提出了一种基于BJT的温度传感器,通过结合电压校准技术和片上加热器,在室温下进行纯电学测量即可实现封装鲁棒性校准。该传感器在-55°C至+125°C范围内达到±0.3°C(3σ)的不精确度,解决了传统温度校准需要精确温度环境的问题。
提出电压校准技术与片上加热器结合的方法,使传感器在室温下即可完成校准,无需外部温度参考。
片上加热器可在0.5秒内将感测BJT从室温加热至约85°C,实现快速自热校准,提升封装鲁棒性。
ISSCC 2017Session 9Sensors
Kaiyuan Yang, Qing Dong, Wanyeong Jung, Yiqun Zhang,
本文提出一种利用指数亚阈值振荡依赖的温度传感器,通过复用IoT系统中已有的高精度定时源(如RTC)来替代传统ADC,实现了0.6nJ的超低能耗和-0.22/+0.19°C的高精度。该设计解决了传统高精度温度传感器因需要高精度ADC而功耗过高的问题。
利用IoT系统中已有的高精度定时源(RTC)替代ADC,通过频率测量实现温度传感,大幅降低功耗。
采用指数亚阈值振荡依赖关系,使振荡频率随温度呈指数变化,从而在低功耗下获得高分辨率。
ISSCC 2017Session 9Sensors
Sining Pan1, Yanquan Luo1,2, Saleh Heidary Shalmany1,3, Kofi A. A. Makinwa1
本文提出了一种基于电阻的CMOS温度传感器,通过优化读出电路实现了极低的功耗和1/f噪声抑制,达到了0.13 pJ·K²的优异分辨率FOM。该传感器适用于温度补偿频率参考等应用,解决了传统电阻传感器功耗高或噪声大的问题。
提出了一种新型电阻温度传感器架构,在保持高分辨率的同时显著降低了功耗,实现了0.13 pJ·K²的FOM。
通过电路设计技术有效抑制了1/f噪声,提升了传感器的能量效率。
ISSCC 2016Session 11Sensors
Behnam Behroozpour1, Phillip A. M. Sandborn1, Niels Quack1,2,
该论文实现了一种芯片级电光3D FMCW LiDAR系统,采用电光集成技术将LiDAR微型化到芯片尺寸,解决了传统LiDAR系统体积大、精度不足的问题,实现了8μm的测距精度。
首次在芯片尺度上实现电光集成FMCW LiDAR,通过片上光源和电光调制器实现微型化3D成像。
采用FMCW架构而非传统的脉冲或相位延迟方法,实现了8μm的高精度测距,优于毫米级精度。
ISSCC 2016Session 11Sensors
Jun-Suk Bang1, Hyun-Sik Kim2, Kye-Seok Yoon1,
该论文提出了一种负载感知预加重列驱动器,通过自适应调整预加重强度来补偿面板负载RC延迟变化,在±18%的负载变化下实现了27%的建立时间减少,适用于240Hz帧率的超高清显示。
提出负载感知预加重技术,根据面板负载电阻和电容的变化动态调整预加重强度,从而补偿RC延迟变化。
通过自适应预加重电路,在±18%的负载变化范围内将建立时间减少27%,显著提升高分辨率显示器的数据编程速度。
ISSCC 2016Session 11Sensors
Jun-Eun Park, Jiheon Park, Young-Ha Hwang, Jonghyun Oh, Deog-Kyoon Jeong
该论文提出了一种用于触摸控制器的100通道可配置模拟前端,支持85至385Hz的帧率,旨在解决大尺寸触摸屏中充电器噪声等共模电源噪声导致的触摸检测性能下降问题。通过差分传感等方法增强噪声抑制能力,提高了触摸检测的准确性。
提出100通道可配置模拟前端架构,支持宽帧率范围以适应不同应用场景。
采用增强的噪声抑制技术,有效抑制超过10Vpp的共模电源噪声。
ISSCC 2016Session 11Sensors
David Ruffieux1, Franz Pengg1, Nicola Scolari1, Frédéric Giroud1,
本文提出了一款超低功耗、小尺寸的32kHz数字温度补偿晶体振荡器(DTCXO)实时时钟(RTC)模块,工作电流仅240nA,供电电压范围1.25-5.5V。通过全数字0.1ppm补偿方案实现了整体±1ppm的计时精度,解决了传统TCXO功耗高、体积大的问题。
采用全数字温度补偿架构替代传统模拟补偿,在极低功耗下实现0.1ppm分辨率补偿,从而达成±1ppm整体精度。
通过电路与封装协同设计,将模块体积压缩至3.2×1.5×0.8mm³,同时支持1.25V至5.5V宽电压工作。
ISSCC 2016Session 11Sensors40nm CMOS
Uğur Sönmez, Fabio Sebastiano, Kofi A.A. Makinwa
该论文提出了一种基于热扩散原理的紧凑型温度传感器,在40nm CMOS工艺中实现了1650µm²的小面积和±0.75°C的高精度,解决了传统MOS/BJT传感器在纳米工艺下面积大、需多点校准的问题。
利用热扩散率随温度变化的物理特性实现温度传感,避免了传统器件对工艺和电压的依赖。
通过斩波稳定技术和动态元件匹配,在极小面积内达到亚度级精度,无需多点校准。
ISSCC 2016Session 11Sensors
Junfeng Jiang, Kofi Makinwa
本文提出一种混合多路径CMOS磁传感器,结合霍尔传感器和拾取线圈的优势,解决了传统CMOS霍尔传感器在高带宽下分辨率下降的问题。该传感器实现了210μTrms的分辨率和3MHz的带宽,适用于非接触电流检测应用。
提出混合多路径架构,同时利用霍尔传感器在低频和中频的线性度以及拾取线圈在高频的微分特性,实现全带宽内的高分辨率。
在标准CMOS工艺中实现,无需额外工艺步骤,便于集成和低成本生产。
ISSCC 2016Session 11Sensors
Hao-Yen Tang1, Yipeng Lu2, Fari Assaderagh3, Mike Daneman3,
本文提出了一种基于3D超声波的指纹传感器单芯片方案,解决了传统指纹传感器在穿透性和安全性方面的局限。通过集成CMOS读出电路与压电换能器,实现了高分辨率指纹成像。
首次将3D超声波传感与指纹识别集成在同一芯片上,利用超声波穿透表面污渍的能力提高识别可靠性。
采用反馈电容与换能器电容匹配的读出架构,实现近似单位增益放大,并通过两步读出过程消除电路偏移。
ISSCC 2016Session 11Sensors
Meisam Heidarpour Roshan1,2, Samira Zaliasl1, Kimo Joo1,
本文提出了一种基于双MEMS谐振器的温度-数字转换器(TDC),用于精密MEMS振荡器的温度补偿,解决了TDC噪声影响振荡器相位噪声的问题。该TDC实现了40μK的温度分辨率和0.12pJK²的品质因数。
采用双MEMS谐振器结构,利用差分测量抑制共模噪声,实现超高温度分辨率。
通过优化电路设计和噪声整形技术,达到0.12pJK²的低品质因数,兼顾分辨率和功耗。
ISSCC 2015Session 27Sensors
Mahdi Kashmiri1, Wilko Kindt2, Frerik Witte2,
该论文提出了一种200kS/s 13.5位集成磁通门差分磁数字转换器,通过过采样补偿环路解决了传统闭环磁通门读出电路带宽受限的问题,实现了nT级精度的磁场测量。
提出过采样补偿环路技术,在不牺牲精度的前提下扩展了集成磁通门传感器的带宽。
采用差分磁数字转换架构,有效抑制共模干扰,提升测量分辨率至13.5位。
ISSCC 2015Session 27Sensors
Rui Quan, Ugur Sonmez, Fabio Sebastiano, Kofi A. A. Makinwa
该论文提出了一种基于热扩散率(TD)的温度传感器,通过VCO读出电路数字化电热滤波器中的热脉冲延迟,实现了小面积(4600μm²)、中等精度(1.5°C 3σ)和0.9kS/s的采样率,适用于微处理器片上温度监控。
采用热扩散率原理实现温度传感,利用VCO读出电路直接数字化温度相关延迟,简化了读出架构。
在极小的芯片面积(4600μm²)内实现了完整的温度传感功能,有利于片上集成和布局。
ISSCC 2015Session 27Sensors
Yuming He, Zu-yao Chang, Lukasz Pakula,
本文提出了一种基于周期调制的电容数字转换器(CDC),通过分段电荷转移等创新技术,实现了0.05mm²的超小面积和超过10倍的能量效率提升,解决了传统CDC面积大、能效低的问题。
采用分段电荷转移技术,消除了对大型片上积分电容的需求,大幅缩小芯片面积。
引入双积分电容方案和采样偏置技术,降低了前端噪声和积分电流噪声,提高了信噪比。
ISSCC 2015Session 27Sensors
Wanyeong Jung, Seokhyeon Jeong, Sechang Oh,
该论文提出了一种全数字电容数字转换器(CDC),通过迭代延迟链放电技术实现0.7pF至10nF的宽电容测量范围,无需传统的模拟放大器或ADC,从而降低功耗和设计复杂度。适用于低功耗无线传感器系统。
提出全数字架构,利用迭代延迟链放电直接测量电容,避免使用模拟电路如放大器与ADC。
实现超宽电容测量范围(0.7pF至10nF),适应多种传感器应用。
ISSCC 2015Session 27Sensors
Hui Jiang, Zu-yao Chang, Michiel Pertijs
该论文提出了一种基于振铃衰减的读出电路,用于谐振传感器,通过测量谐振频率和品质因数,实现了低功耗(<80nJ)和高精度(30ppm)的传感。解决了传统振荡器读出电路功耗高、受寄生电容影响大且只能提供频率信息的问题。
提出振铃衰减读出方法,同时提取谐振频率和品质因数,提供更丰富的传感信息。
采用脉冲激励和零交叉检测技术,实现低功耗(<80nJ)和高精度(30ppm)的频率测量。
ISSCC 2015Session 27Sensors
Manohar B. Nagaraju1, Andrew R. Lingley1, Suresh Sridharan2,
本文提出了一种用于胎压监测的单芯片无线压力传感器,体积仅0.8mm³,精度达±0.68psi。该传感器集成了压力传感、无线通信和电源管理功能,解决了传统TPMS传感器体积大、功耗高的问题。
首次实现亚立方毫米级单芯片无线压力传感器,集成MEMS压力传感与CMOS无线收发电路。
采用低功耗设计,支持无线数据传输,适用于汽车胎压实时监测。
ISSCC 2015Session 27Sensors
Chinwuba D. Ezekwe1, Wolfram Geiger2, Torsten Ohms3
本文提出了一种三轴开环陀螺仪,通过解调相位误差校正技术降低偏移漂移,以满足消费电子领域对低噪声、低功耗和低成本的需求。该设计摒弃了传统闭环架构,采用开环方案并重点优化偏移稳定性。
采用开环架构替代传统闭环设计,降低功耗和成本,同时通过解调相位误差校正技术补偿相位不匹配引起的偏移漂移。
实现三轴集成,在紧凑封装内同时测量三个轴的角速度,适用于智能手机和游戏控制器等消费电子应用。
ISSCC 2015Session 27Sensorsnull
Xi Wang1, Jian Zhao1,2, Yang Zhao1,2, Guo Ming Xia2, An Ping Qiu2,
本文提出了一种基于MEMS硅振荡加速度计与CMOS读出电路的设计,实现了1.2μg/√Hz的分辨率和0.4μg的偏置不稳定性。通过使用低功耗OTA和串联-并联反馈结构的减法器,有效降低了乘法噪声,并采用斩波技术消除闪烁噪声。
提出一种基于串联-并联反馈的低功耗OTA减法器,使得有效跨导与gm无关,从而抑制乘法噪声。
在三个关键模块(包括减法器、振荡器驱动等)中采用斩波技术,有效消除剩余闪烁噪声。
ISSCC 2015Session 27Sensors
Ganesh K. Balachandran1, Vladimir P. Petkov1, Thomas Mayer2, Thorsten Balslink2
该论文提出了一种用于电子稳定控制(ESC)的三轴陀螺仪,通过增强现有子系统的功能实现了低开销的连续安全监测,确保MEMS和电路故障能被及时标记,避免误判为有效信号。解决了汽车安全系统中对高精度和连续自检的需求。
提出一种低开销的连续安全监测方法,通过复用现有子系统功能实现自检。
实现了适用于汽车ESC的高精度三轴陀螺仪,满足比消费级更高的性能要求。
ISSCC 2014Session 12Sensors
Samira Zali Asl1,2, Shouvik Mukherjee1, Will Chen1, Kimo Joo1,
该论文提出了一款基于MEMS的32.768kHz振荡器,尺寸仅为1.55×0.85mm²,功耗低至1.0µA,频率稳定性达到3ppm,解决了传统石英谐振器在小型化、低功耗和高精度方面的挑战。
采用MEMS谐振器替代传统石英晶体,实现了更小的封装尺寸和更低的功耗。
通过电路设计优化,在1.0µA超低功耗下实现了3ppm的高频率稳定性。
ISSCC 2014Session 12Sensors
Ali Heidary1,2,3, Guijie Wang1,2, Kofi Makinwa2, Gerard Meijer1,2,4
该论文提出了一种基于BJT的CMOS温度传感器,采用连续时间占空比调制器替代传统的离散时间ΔΣ调制器,简化了与微控制器的接口,并实现了3mK的分辨率(2.2ms测量时间)和3.6pJ·K2的分辨率FoM,能效相比之前工作提升了3倍。
采用连续时间占空比调制器作为接口电路,避免了传统ΔΣ调制器对微控制器时序的严格要求,易于集成。
在标准CMOS工艺中实现了基于BJT的高精度温度传感,并达到3.6pJ·K2的能效FoM,较以往提升3倍。
ISSCC 2014Session 12Sensors
Kamran Souri1, Youngcheol Chae2, Frank Thus3, Kofi Makinwa1
该论文提出了一种全CMOS温度传感器,采用动态阈值MOS晶体管(DTMOST)作为感温元件,结合逆变器-based二阶zoom ADC实现低功耗高精度读取,适用于RFID应用。在0.85V供电下功耗仅600nW,并在-40至125°C范围内达到±0.4°C(3σ)的精度。
使用动态阈值MOS晶体管(DTMOST)作为温度传感器件,实现了亚1V的低电压操作。
采用逆变器-based二阶zoom ADC,结合动态误差校正技术,在低功耗下实现高精度温度读数。
ISSCC 2014Session 12Sensors
Hyunsoo Ha1, Dennis Sylvester2, David Blaauw2, Jae-Yoon Sim1
该论文提出了一种用于超低功耗无线传感器节点的电容数字转换器,功耗仅160nW,品质因数为63.9fJ/conversion-step。通过零静态电流的电容传感技术,解决了超低功耗微系统中电容读取的能效问题。
实现了160nW的超低功耗电容数字转换器,适合nW级无线传感器节点。
采用零静态电流的电容传感方案,显著降低系统功耗。
ISSCC 2014Session 12Sensors
Hongjae Jang1, Hyungcheol Shin2, Seunghoon Ko1,
本文提出了一种基于2D编码孔径的超紧凑电容式触摸屏控制器,通过40个可重构通道解决了大尺寸、薄型化、低成本触摸屏对更高性能控制器的需求。该控制器采用编码孔径技术优化信号检测,并利用偏移消除器抑制共模电流干扰。
提出2D编码孔径技术,通过优化TX码不平衡和RX转向比,减小了所需电容CF,从而降低芯片面积和成本。
设计偏移消除器,利用虚拟TX通道和可编程增益电流放大器,有效抵消共模输入电流,提升信噪比。
ISSCC 2014Session 12Sensors
Noriyuki Miura1, Shiro Dosho2, Satoshi Takaya1, Daisuke Fujimoto1,
本文提出了一种1mm间距80×80通道的触摸传感器,通过两步双模电容扫描(自电容和互电容分层测量)大幅缩短高分辨率下的扫描时间,实现了322Hz的帧率。同时采用160个专用行/列ADC并行读出,并使用时域数字转换(基于计数器的斜率ADC)降低功耗和面积。
提出两步双模电容扫描方法,先粗扫后精扫,有效减少高分辨率触摸屏的扫描时间。
采用160个专用行/列ADC并行读出,结合时域数字转换(计数器型斜率ADC),在降低功耗和面积的同时提升帧率。
ISSCC 2014Session 12Sensors
Mutsumi Hamaguchi1, Akira Nagao2, Masayuki Miyamoto2
本文提出了一种用于大尺寸互电容触摸传感系统的模拟前端IC,通过并行驱动传感器通道解决了传统顺序驱动方案中SNR随通道数增加而下降的问题,实现了240Hz报告率和37dB SNR(针对1mm直径触控笔)。
采用并行驱动方案替代顺序驱动,在不增加驱动电压的情况下提升SNR,降低系统复杂度和成本。
实现了143×81的高密度传感器阵列模拟前端,支持240Hz高速报告率。
ISSCC 2014Session 12Sensors
Yingzhe Hu, Liechao Huang, Warren Rieutort-Louis,
本文提出了一种基于扩展范围电容感应的3D手势传感系统,用于交互式显示器,解决了在20-30cm距离内感知用户手势时小电容扰动灵敏度不足的问题。
提出扩展范围电容感应技术,通过优化电极设计和信号处理,实现远距离(20-30cm)手势检测。
开发了3D手势传感系统架构,集成传感器、模拟前端和数字处理,适用于交互式显示器。