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基于可调谐激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)的气体检测系统在工业及日常生活中有着非常广泛的应用。不同的电流可激发可调谐激光器产生一定范围内波长可调的光。由于不同气体出现特征吸收峰的特定波长不同,待检测气体的浓度不同,对激光器驱动电路产生的输出电流范围和精度提出不同要求。研究开发精度可调、步长可调、动态范围宽的片上激光器驱动电路的实现方案,对便携式气体浓度检测系统的实现具有重要意义。在分析TDLAS气体检测系统的原理的基础上,根据系统对驱动电路的要求,设计完成了一种电流动态范围宽且精度可调的片上激光器电流驱动电路,电路由输入信号的数字控制模块、DAC构成的粗量化模块和可调压控流源构成的细量化模块三部分构成。首先采用12位的电流舵DAC进行信号粗量化,初步确定所需电流范围;进而通过压控流源电路中5位电流精度可调电阻进行细量化,最终实现12bit-16bit的电流精度。12位电流舵DAC采用4+3+5的分段方式设计电流源阵列和开关阵列,以提高DAC精度并减小开关引起的毛刺。压控流源电路在传统结构的基础上利用5bit电阻网络与电流补偿电路以实现电流精度的提高并提供输出电流起始值,数字模块通过对两组输入信号进行处理输出相应开关控制信号,配合模拟电路实现整体电路电流精度可调。本文设计的激光器电流驱动电路在UMC110nm CMOS工艺下完成电路原理图与版图设计并进行后仿真验证。整体驱动电路系统工作在时钟频率为10MHz、电源电压为3.3V的条件下,12位电流舵DAC的输出范围为0-2V,仿真得到DAC的INL为-0.998LSB~0.0457LSB,DNL为-0.865LSB~0.887LSB。整体驱动电路可实现最大14m A的驱动电流范围,扫描步数为256步,可实现的精度为12bit-16bit,最高精度对应的最小步长为220n A。整体电流驱动电路版图面积大约为1400μm×850μm。最后经过参数提取进行后仿真,结果表明输出电流Id的误差范围大致在0.4m A-1m A之间,在误差可接受的范围内。本文气体检测系统中宽动态范围激光器驱动电路整体电路系统的设计及仿真结果验证了设计理论。