随着电子技术的不断创新发展,作为信号感知元件的霍尔传感器广泛应用在汽车,手机以及自动控制等方面,并朝着智能化、微型化、高灵敏度、高集成度等趋势发展。因此,对于霍尔传感器读出电路的研究十分重要。而噪声抑制和集成化设计是霍尔传感器读出电路的两个关键点,论文对霍尔传感器读出电路集成化进行研究,重点是噪声抑制的研究,包含以下具体内容:一是基于MATLAB对霍尔传感器读出电路整体结构进行模型建立与仿真,主要考虑非理想因素对实际电路产生的影响,确定设计参数范围;二是采用基于高频调制方式的斩波电路结构,利用调制与解调的原理降低电路设计中存在的低频噪声与失调的问题,以达到低噪声要求;三是采用可变增益的运算放大器结构,以适应前端霍尔传感器输出信号的变化,实现一定范围内信号的准确处理;四是采用带有低频噪声抑制功能的二阶sigma-delta调制器,减少模拟器件匹配性对信号转换精度产生的误差,完成模拟信号向数字信号的转换;最终,对整体电路进行设计并完成版图和后仿真。本论文的特色与创新点如下:一方面利用电容复用技术减小版图面积,即在电路中利用同一采样电容与积分电容的比值实现增益与反馈两个因子,在减少电容使用的同时提高电路匹配性,改善电路性能;另一方面,采用基于高频调制的斩波技术降低电路中的低频噪声和失调,由于前端可变增益运放和第一阶积分器中的信号易受到低频噪声的干扰,设计中都加入了斩波结构,以提高数据转换的精度。基于smic0.18 μm混合信号CMOS工艺,完成整体结构与版图设计。经过仿真验证,在437.5Hz信号频率,256KHz时钟频率,以及3.3V电源电压条件下,电路信噪比(SNR)为83.03dB,有效位数(ENOB)为13.5bits,整个电路的版图面积为1.05mm×0.73mm,功耗为2.1mW,达到应用要求。