Progettazione di un circuito integrato per lettura e controllo di trasduttori di flusso e gas

L'argomento di questa tesi riguarda l'interfacciamento di tre sensori con un microcontrollore mediante un'interfaccia che deve potersi collegare con un sensore alla volta. Questi tre sensori servono a monitorare il flusso di aria, di acqua e per il rilevamento di alcuni tipi di gas all'interno di un progetto denominato T-BEST. Nel primo capitolo si affronta l'analisi dei sensori da interfacciare; si studiano poi le possibili architetture adottabili per la lettura ed il controllo dei sensori e lo studio dello stato dell'arte per quanto riguarda i componenti da adottare nel sistema, come un amplificatore operazionale \emph{low noise}, \emph{rail to rail} in ingresso e uscita con controllo della transconduttanza; si analizzano anche alcune architetture per la generazione di un'onda triangolare utile per la realizzazione del controllo PWM per pilotare il riscaldatore del sistema e infine si affronta il protocollo SPI. Nel secondo capitolo si affronta la progettazione dell'intero sistema a partire dal sistema di lettura e controllo, realizzato con un amplificatore da strumentazione per quanto riguarda la lettura del flusso o della presenza di gas e il controllo con un sistema retroazionato dell'elemento riscaldante, realizzato con un controllo a corrente continua pilotato da un segnale PWM; successivamente è mostrata la realizzazione dell'amplificatore operazionale e di due amplificatori più piccoli per effettuare il confronto e la generazione del segnale a dente di sega, quest'ultima studiata nella sezione successiva ed implementata con un segnale di clock sincronizzato che servirà a verificare il funzionamento del controllo PWM. Nel terzo capitolo si discutono i risultati ottenuti dalle simulazioni per il circuito nel suo intero e per ogni componente progettato come l'amplificatore operazionale, l'OTA e il comparatore