高精度透镜驱动器的设计

论文摘要

通过对消费电子市场的调查,照相手机成为了手机市场上增长最快的细分市场之一。同时,照相手机在关键高性能模拟产品的需求也越来越大,高性能的集成透镜驱动器为关键的器件之一。结合实际需要,作者承担完成了一款最新的集成透镜驱动器的设计、仿真和测试工作。该IC具有失调电流小、电流上升时间可控和功耗小等特点。首先,IC采用了I2C接口,工作时钟速率可达400kHz,简化了IC的外围电路设计;其次,设计了一种可编程控制电流上升时间架构,克服了VCM本身对电流快速变化而引起的抖动;再次,分析与设计了一种低失调运算放大器（Low Offset OPAMP）,扩大了聚焦的范围;最后,集成了10位数模转换器（10-Bit DAC）、带隙基准电压源（REFERENCE）、上电复位电路（POR）、过温保护电路（TSD）、电流检测电阻（RSENSE）和感应保护二极管（DIODE）,简化了IC的外围设计。本文对IC的系统架构和内部各子模块电路的设计进行了详细的描述,尤其对重点与难点模块进行详细分析及设计。基于UMC0.35μm CMOS工艺,采用Hspice和ADMS软件,对关键子模块及整体电路进行了仿真验证,仿真结果表明,设计规格均满足设计要求。测试结果表明:IC的各项指标和性能基本满足设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 马达的基本原理和控制方式
• 1.2.1 马达的基本原理
• 1.2.2 马达的控制方式
• 1.3 音圈马达的工作原理
• 1.3.1 磁学原理
• 1.3.2 电子学原理
• 1.3.3 机械系统原理
• 1.4 论文的主要工作和章节安排
• 1.4.1 主要工作
• 1.4.2 章节安排
• 第二章 IC 整体和系统设计
• 2.1 整体设计和要求
• 2.1.1 整体功能描述
• 2.1.2 芯片的特点
• 2.1.3 整体设计
• 2.2 系统设计及要求
• 2.3 本章小结
• 第三章 IC 主要模块的设计
• 2 C 接口电路'>3.1 I² C 接口电路
• 2C 协议介绍'>3.1.1 I²C 协议介绍
• 2C 要求'>3.1.2 IC 中I²C 要求
• 3.2 控制电路模块
• 3.2.1 寄存器（Register）
• OSC'>3.2.2 Slope_OSC
• 3.3 数模转化模块
• 3.3.1 数模转化（DAC）基本原理
• 3.3.2 实际数模转化（DAC）电路
• 3.3.3 仿真结果
• 3.4 线性稳压源模块
• 3.4.1 等效电路及原理分析
• 3.4.2 实际电路
• 3.5 带隙基准源模块
• 3.5.1 电路原理及分析
• 3.5.2 实际电路
• 3.6 前级驱动电路模块
• 3.6.1 运算放大器的失调分析
• 3.6.2 传统放大器抑制失调的分析
• 3.6.3 低失调运算放大器的分析与设计
• 3.6.4 仿真结果
• 3.7 上电复位模块
• 3.8 过温保护模块
• 3.8.1 电路原理及分析
• 3.8.2 实际电路
• 3.8.3 仿真结果
• 3.9 本章小结
• 第四章 仿真、LAYOUT 和测试
• 4.1 整体仿真电路
• 4.2 整体仿真
• 4.2.1 数据统计
• 4.2.2 仿真波形
• 4.3 LAYOUT
• 4.3.1 导电层的选择
• 4.3.2 防止闩锁效应
• 4.3.3 版图设计规则和设计技巧
• 4.3.4 IC 的 Layout
• 4.4 IC 测试结果
• 4.4.1 工作电流
• 4.4.2 Compliance Voltage
• 4.4.3 ISINK VS Temp
• 4.4.4 DNL&INL
• 4.4.5 电流上升时间
• 4.4.6 Min ISINK
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果