作为汽车安全驾驶的一个重要组成部分,智能前照灯系统(Advanced Frontlighting System,简称AFS)通过检测汽车的驾驶状态,对前照灯进行调整以使汽车达到最佳照明条件,其中角度传感器是检测汽车驾驶状态的重要传感单元。本文针对AFS中的电磁耦合式角度传感器设计完成了两方面的工作:前置传感元件设计以及后端信号处理电路的设计。在前置传感元件设计方面,本文通过对该3D传感结构的建模分析,总结出传感线圈的设计方法;并基于电磁场理论和时域有限差分法(Finite Difference Time-Domain,简称FDTD),完成了对传感器上时域信号的分析,推导出次级线圈上的耦合信号幅值与角度之间的关系函数;同时,利用Advanced Design System(ADS)仿真器对推导出的关系函数的正确性进行了验证;该3D传感元件最终在PCB上加以实现。在后端信号处理电路方面,完成了对采样窄脉冲产生电路的设计,利用高频环振电路产生的高频时钟采样LC同步振荡器产生的低频时钟的方式来产生窄脉冲,较之于传统的利用积分器产生窄脉冲的方式更具面积和功耗优势;对LC振荡器的谐波和中心电平稳定性等问题进行了优化和改进;并完成了轨到轨的VGA、RC低通滤波器、电流基准单元、低压差稳压器(low dropout regulator,简称LDO)、ADC接口、IIC接口等单元电路的设计与优化,使系统功能更完善,最终实现对前端传感单元输出角度信号的解码和脉冲宽度调制(pulse width modulation,简称PWM)波输出,用于控制汽车前照灯的转动。本文使用Global Foundry 0.35μm工艺完成芯片的版图设计、仿真和流片。测试结果显示,设计解决了LC振荡器的谐波和中心电平偏移的问题,实现了采样窄脉冲的稳定产生,并对采样精度进行了测试分析,提出了电路的进一步优化方案。同时,数字电路可以正确完成调试任务以及正常解码功能,实现0.05?精度的角度解码。