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随着空间探测技术的不断发展,对飞行器和卫星的飞行轨迹、姿态控制要求越来越苛刻,而用来测量飞行器所在空间磁场的磁强计决定着飞行器飞行轨迹的精确程度。TMR传感器以其优异性能,经常被用于各种磁强计中感知空间磁场的矢量参数。TMR传感器将磁场信号转换为模拟信号,而仪表放大器用于检测磁阻传感器输出的微弱信号,它严重限制了微弱信号提取的精度,也严重制约后面电路的性能。除此之外,集成电路的特征尺寸逐渐降低,虽然有助于提高芯片的集成度,但是它本身的失调特性不断凸显。总而言之,设计高性能的专用仪表放大器是举足轻重的。本文针对TMR磁强计表头输出信号微弱的弊端设计专用仪表放大器。常用的三种仪表放大器包括三运放型、电容耦合型与电流反馈型;而常用的动态失调补偿技术有:斩波和自动调零技术。每种结构、技术都有各自的优缺点。本文在对比分析各种电路和动态失调补偿技术优缺点的基础上,确定仪表放大器的系统结构,定量分析电路中的噪声与失调电压。仪表放大器中的输入级单元是主要的噪声和失调电压来源,而输出纹波主要来源于斩波器。本文采用斩波技术将第一级运放的噪声与失调电压调制到高频,再通过自动校正反馈回路消除高频纹波;多级通路结构能够消除因自动校正反馈回路而产生的Notch,增大整体的相位裕度。在系统级分析仪表放大器的特点以及稳定性,为了在降低等效输入噪声的同时不增加芯片功耗和面积,采用电流衰减技术。本课题采用华虹0.35μm CMOS工艺设计仪表放大器电路,绘制版图,最后进行后仿真。芯片电源为5V,斩波频率200kHz,等效输入噪声为18.5nV/sqrt(Hz),闪烁噪声转角频率是19.92mHz,此时等效输入噪声电压是26.2nV/sqrt(Hz);单位增益带宽是1.663MHz(负载电容30pF),闭环增益40dB。供电电流是1.3mA。能够抑制的最大失调电压为24mV。