Interfaces sigma-delta avancées pour capteur de champ magnétique microfluxgate

par Fabrice Gayral

Thèse de doctorat en Dispositifs de l'électronique intégrée

Sous la direction de Frédéric Gaffiot.

Soutenue en 2007

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .


  • Résumé

    Le capteur de champ magnétique à vanne de flux miniaturisé « microfluxgate » permet la mesure du champ magnétique avec une résolution, compte tenu de sa taille, qui fait de lui le leader sur le marché des micromagnétomètres de précision. Pour l’instant destiné à des applications de boussole électronique ou de capture de mouvement tridimensionnelle, il pourra dans l’avenir se porter candidat pour des applications requerrant une résolution supérieure. Dans ce contexte, les contributions de cette thèse se focalisent sur la conception d’une interface intégrée analogique/numérique permettant de valoriser au mieux le fort potentiel du capteur microfluxgate. Dans cette optique, nous avons exploré la voie d’une nouvelle méthode de fonctionnement du capteur qui permet de tirer parti des caractéristiques propres du capteur miniaturisé. Cette nouvelle méthode permet en outre d’augmenter les performances du capteur tout en allégeant les contraintes sur l’interface électronique de détection, et en diminuant la consommation du système. Nous présentons la conception d’un circuit intégré en technologie CMOS 0. 35 microns fondé sur cette nouvelle technique, intégrant une détection passe-bas couplée à une modulation Sigma-Delta, et un asservissement numérique. Les résultats prometteurs du circuit laissent envisager la conception sur cette base d’une architecture modulaire permettant d’adapter en temps-réel la consommation à la résolution.

  • Titre traduit

    Advanced Sigma-Delta interfaces for the microfluxgate magnetic field sensor


  • Résumé

    The microfluxgate sensor is a miniaturized device that measures the magnetic field. Its resolutioncompared to its small size makes him a leader on the accurate micro magnetic field sensors market. For now used in electronic compass or motion capture applications, it will in the near future be a candidate for applications requiring a much higher resolution. In this context, this PhD thesis focuses on the design of an integrated analog/digital interface which will enable to take better advantage of the high performances of the microfluxgate sensor. We have developed a new functioning technique for the microfluxgate sensor, that takes advantage of the intrinsic characteristics of the miniaturized fluxgate sensor. This new method enables to enhance the sensor’s performances while diminishing the constraints on the analog detection electronic, and reducing the consumption of the system. We present the design of an integrated circuit in a 0,35 micron CMOS technology, based on this new technique, that includes a low-pass Sigma-Delta detection and modulation, and a digital feedback control. Promising test results of the circuit lead to envision the design of an adjustable architecture which will enable the real-time tradeoff between consumption and resolution.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (186p)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 147 références

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