教材模組

教學目標

應用於環境品質檢測之傳統感測器的類比感測信號為達成高精準度檢測，須使用複雜且高耗能的讀取電路，因此之故,俱備低耗能且高精準度的類比介面電路則成為完成微型化環境感測器的關鍵技術,其挑戰在於如何有效降低電路的功耗指標。因此本課程模組將針對環境感測器類比前端電路轉阻放大器(trans-impedance amplifier, TIA)及類比／數位轉換器(analog-to-digital converter, ADC)技術進行介紹，模組目標為指導學生設計出高電能效率及高解析度的環境感測介面電路，利用創新混合架構及低電壓電路之研發以提高環境感測器之高精準與低耗能。

教材模組時數

 9 小時

教材模組

課程大綱

單元1：環境空氣微型感測器PM2.5應用與實作(3小時) 。

單元2：環境感測微型前端介面電路轉阻放大器TIA設計與實作(3小時) 。

單元3：環境感測微型介面電路連續漸進式類比／數位轉換器SAR ADC設計與實作(3小時) 。

可分享教材模組內容說明

實驗投影片共71頁：

實驗1：環境感測PM2.5空氣小屋實作(共15頁) 。

實驗2：轉阻放大器 TIA實作(共17頁) 。

實驗3：高電能效率類比/數位轉換器 SAR ADC實作(共39頁) 。

所需實作平臺配備與經費需求預估(以模組教學實作所需基本軟、硬體平臺估算)

1. 設備費(單價超過1萬元)

1. 電源供應器 30,000 元/台，2台，共60,000元。
2. 四通道示波器20,000 元/台，2台，共40,000元。

2. 業務費(單價未達1萬元，如實驗耗材等)

1. Micro:bit 空氣小屋 3,300 元/台，15台，共49,500元。
2. PM2.5 感測器 780 元/個，15個，共11,700元。
3. 類比數位轉換器 ADC 130元/個，15個，共1,950元。
4. 數位類比轉換器 DAC 227元/個，15個，共3,405元。
5. 麵包板、電阻、電容、線香、電極貼片、鱷魚夾、單芯線等材料  共2,000元。

聯盟/示範教學實驗室可提供之訓練與技術支援

(含實驗示範影片)

1. 可提供之教材：課堂投影片教材、實驗投影片教材。
2. 辦理種子教師培訓營1場次，時數： 4  小時。
3. 智慧晶片系統與應用人才培育計畫官網：https://reurl.cc/Qjxzl9
4. ATP課程資料庫官網：http://atp.ee.ncku.edu.tw/

聯絡窗口

負責教師：國立臺灣大學電子工程學研究所陳信樹教授

專責助理：王嘉陞 (r10943033@ntu.edu.tw)

張智凱(r11943053@ntu.edu.tw)

聯絡電話：02-3366-5879

聯絡信箱：hschen@ntu.edu.tw