【摘要】：靜電激勵(lì)/電阻檢測(cè)硅微諧振式壓力傳感器以其長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快、輸出信號(hào)易處理等優(yōu)點(diǎn)成為壓力傳感器研究和開發(fā)的重點(diǎn),是現(xiàn)階段精度最高的壓力傳感器之一。本文在靜電激勵(lì)/電阻檢測(cè)硅微諧振式壓力傳感器研究的基礎(chǔ)上,對(duì)其外圍信號(hào)處理電路進(jìn)行了細(xì)致的研究,設(shè)計(jì)了兩種不同工作方式的閉環(huán)頻率跟蹤電路。一種是基于CD4046B鎖相環(huán)的閉環(huán)頻率跟蹤電路。該電路系統(tǒng)利用前級(jí)調(diào)理電路對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和移相,利用鎖相環(huán)對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率跟蹤,然后通過后級(jí)調(diào)理電路對(duì)鎖相環(huán)的輸出信號(hào)進(jìn)行波形和幅值處理后輸入到敏感結(jié)構(gòu)作為敏感結(jié)構(gòu)的激勵(lì)信號(hào)。另一種是基于FPGA的數(shù)字閉環(huán)頻率跟蹤電路。傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)過放大電路和濾波電路的處理后由A/D電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),通過分頻模塊后利用相位檢測(cè)模塊對(duì)該信號(hào)和掃頻電路的輸出信號(hào)進(jìn)行相位比較以判斷傳感器是否處于諧振狀態(tài)。如果是則利用測(cè)頻模塊檢測(cè)輸入信號(hào)的頻率并輸出頻率值;如果不是則利用掃頻模塊改變輸入信號(hào)頻率以達(dá)到諧振狀態(tài)。最后,對(duì)基于鎖相環(huán)的閉環(huán)頻率跟蹤電路進(jìn)行了PCB板的測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該電路實(shí)現(xiàn)了在18-30 KHz頻率范圍內(nèi)對(duì)傳感器輸出信號(hào)的實(shí)時(shí)高速(20 ms)的測(cè)量,并且能夠通過后級(jí)信號(hào)調(diào)理電路將鎖相環(huán)輸出的方波信號(hào)整形成滿足傳感器激勵(lì)信號(hào)條件的正弦波信號(hào)。對(duì)基于FPGA的閉環(huán)頻率跟蹤電路數(shù)字部分進(jìn)行了程序編寫和仿真,仿真結(jié)果圖表明該數(shù)字電路能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量信號(hào)頻率并且保證傳感器處于諧振狀態(tài)的功能,測(cè)量精度為1Hz。
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論景和意義S（Mico-Electro-Mechanical Systems）即微電子機(jī)械系統(tǒng)，是科技[1-2]。是在硅微結(jié)構(gòu)加工、光刻、腐蝕等半導(dǎo)體制備工將傳感器微結(jié)構(gòu)和 IC 電路集成在一起的能夠進(jìn)行獨(dú)立檢測(cè)EMS 技術(shù)在微結(jié)構(gòu)學(xué)等多種微觀理論基礎(chǔ)上利用包括微細(xì)測(cè)量技術(shù)和集成技術(shù)在內(nèi)的半導(dǎo)體制備工藝，通過將傳感理電路微型化的方法把二者封裝在一起，實(shí)現(xiàn)具有全新功 1.1 所示，為微電子機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型圖。

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文雙端固定音叉結(jié)構(gòu)，雙端固定音叉的諧振梁和感應(yīng)諧振梁變化的中間電極也固定在蓋帽激勵(lì)，當(dāng)外界壓力發(fā)生變化的時(shí)候雙端固定生變化，使得電容發(fā)生了改變。而在三個(gè)雙來測(cè)量敏感膜片上的壓力變化，一個(gè)雙端固定音叉用來測(cè)量封裝殘余應(yīng)力。通過這種多和封裝殘余應(yīng)力的補(bǔ)償，最后把溫度系數(shù)降減小了二分之一。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP212;TH-39

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2633021