A 296 nJ Energy-per-Measurement Relaxation Oscillator-Based Analog Front-End for Chemiresistive Sensors

模拟前端 弛豫振荡器 CMOS芯片 电容 电阻器 电气工程 前端和后端 RC电路 计算机科学 电池(电) 电子线路 炸薯条 寄生电容 电子工程 材料科学 功率(物理) 工程类 电容器 物理 电极 电压 压控振荡器 操作系统 量子力学
作者
Antonio Vincenzo Radogna,S. Capone,Luca Francioso,P. Siciliano,S. D'Amico
出处
期刊:IEEE Transactions on Circuits and Systems I-regular Papers [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:68 (3): 1123-1133 被引量:7
标识
DOI:10.1109/tcsi.2020.3047508
摘要

An energy-efficient, wide dynamic-range (DR) CMOS analog front-end (AFE) for chemiresistive sensors is presented. The circuit is specifically designed for the Metal Oxide (MOX) gas sensors, a special technology of chemiresistive sensors, broadly diffused in modern portable devices due to their low-cost and simplicity of use. Energy efficiency is mandatory for the AFE in order to prolong the battery life that supply these devices. The proposed circuit implements the resistance-to-time (R-to-T) conversion of the sensor's resistance by adopting a relaxation oscillator-based architecture. A limiting resistor in series with the sensor is introduced for reducing the circuit's energy-per-measurement (EpM), while mitigating the error due to the sensor's parasitic capacitance. The analysis of the circuit is presented with emphasis on the design trade-off between error due to the sensor's parasitic capacitance and power consumption on one side and read-out sensitivity on the other. The chip prototype is realized in AMS 0.35μm process and has been tested in the DR between 100Ω and 4.7MΩ with an accuracy less than 0.1% and a precision less than 0.029%. The efficacy of the presented AFE is proved by adopting the circuit in a real chemical environment with a commercial sensor. The proposed AFE shows a maximum EpM of 296nJ which is three times better than the state of the art.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
无敌科研大王完成签到,获得积分10
1秒前
小岚花完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
梁某完成签到,获得积分10
2秒前
酥格拉底发布了新的文献求助10
2秒前
carat完成签到,获得积分10
3秒前
NICO发布了新的文献求助10
4秒前
euphoria发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
星辰大海应助zzzz采纳,获得10
5秒前
龙仔完成签到 ,获得积分10
5秒前
丘比特应助明理夏槐采纳,获得20
5秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
5秒前
zhaofw完成签到,获得积分10
5秒前
KK完成签到,获得积分10
6秒前
许结朱陈完成签到 ,获得积分10
6秒前
有魅力强炫完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
坐等时光看轻自己完成签到,获得积分0
7秒前
五十完成签到,获得积分10
8秒前
尚白swqd发布了新的文献求助10
8秒前
木谦发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
zhaofw发布了新的文献求助10
9秒前
热心芒果发布了新的文献求助200
10秒前
灿烂阳光下的稻田完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
awen完成签到,获得积分10
11秒前
小雨发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
苏梗完成签到 ,获得积分10
11秒前
乐观寒安完成签到,获得积分10
11秒前
Nothing发布了新的文献求助10
12秒前
梵高线上完成签到,获得积分10
12秒前
小狗不爱睡懒觉完成签到,获得积分10
12秒前
euphoria完成签到,获得积分10
12秒前
炒鸡蛋完成签到,获得积分10
12秒前
善学以致用应助小赵采纳,获得10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 600
Extreme ultraviolet pellicle cooling by hydrogen gas flow (Conference Presentation) 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5175655
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4364817
关于积分的说明 13588733
捐赠科研通 4214072
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2311411
邀请新用户注册赠送积分活动 1310298
关于科研通互助平台的介绍 1258350