最近几年科技的飞速发展,使得超声波在传感器甚至是微机电系统中的应用越来越多。目前市场使用较多的是单片机配合分立元件的设计方案,而本文给出的是目前微机电系统下的设计方案。在当今测距市场,各种高精度传感器都为人们的物联网信息时代提供了便利。但是除了简单的测距功能外,人们对测距传感器的精度和功耗等等提出了更高的要求。因此,超声波测距传感器的研究越来越受到业界的重视。本文作者基于超声波传感器芯片设计的现有技术,结合国内外前沿的设计思想。本文介绍了一款收发一体式超声波传感器芯片。本文首先讲述了超声波传感器测距的研究背景和研究意义,研究背景描述了超声波传感器的基本原理,发展现状主要针对国内外发展现状做了阐述。然后对超声波传感器芯片的一些整体参数以及外围电路的设计进行了描述,还对芯片功能、参数、指标等做了进一步的解释和说明。紧接着详细讲述了超声波传感器芯片内几个重要的模块设计,描述了创新点也进行了对应的仿真验证。最后本文讲述了芯片部分模块的整体仿真并对版图进行了规划和部分设计,对相应的技术处理进行了描述。文中超声波传感器芯片设计采用了超声波发射电路的功率可以根据需求调控的技术,因此可以改变发射功率进而调控探测距离。同时接收电路的放大增益也可以根据需要改变,从而提高对衰减后回波信号的检测。文中的超声波传感器芯片设计有以下几个特点。首先是区别于传统的带隙基准电压源电路常用到运算放大器的“虚短”特性,因此本电路可以在一定程度上减少运放失调电压和运放电源电压抑制比等参数对电路特性的限制。本论文采用了一种新型电路结构,直接将晶体管基极电压连在电阻两端,并将此晶体管作为一级放大器对变化的电压进行放大,从而便于后方线性稳压电路的反馈调节,最终实现更好的温度控制。此外,加入了新颖的过流保护电路的内部电源供电电路不仅使整个线性稳压电路产生了稳定的芯片内部供给电源,还为整个芯片内部电源的过流情况提供了安全保障。然后就是接收模块中设计了放大增益可调的电路。接收电路内部设计了增益调控模块,电路可以根据超声波的发射功率以及探测距离调控接收电路放大器的放大增益,从而提高接收电路的超声波接收精度。最后还设计了发射功率可调的发射电路。发射电路内部设计了电流调控模块,电路可以根据需要探测的距离和传播介质等因素调整电流调控模块的电流大小,进而提高发射超声波的功率,从而增加了发射电路超声波的探测距离。