本文關(guān)鍵詞：基于帶通∑△調(diào)制器的微陀螺儀數(shù)�；旌蠝y控電路設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著微陀螺儀性能的不斷提升,對接口電路的要求也不斷提升。與模擬接口電路相比,微陀螺儀接口電路的數(shù)字化設(shè)計可以增加電路的靈活性,減小復(fù)雜度。同時,接口電路的集成化設(shè)計可以降低電路面積,減小寄生參數(shù)的影響,提升系統(tǒng)精度。本文對基于帶通∑△調(diào)制器的微陀螺儀數(shù)模混合驅(qū)動回路進行系統(tǒng)級仿真,實現(xiàn)微陀螺儀驅(qū)動回路的數(shù)字化設(shè)計。同時,本文利用0.5umCMOS工藝完成微陀螺儀數(shù)�；旌想娐芳捌浒鎴D設(shè)計,電路模塊主要包含：開關(guān)電容CV接口電路,鎖相環(huán)電路和四階帶通∑A調(diào)制器電路。論文首先綜述了微陀螺儀接口電路的集成化、數(shù)字化設(shè)計的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,為深入進行微陀螺儀數(shù)�；旌想娐返臋C理分析,可行性論證提供有益的借鑒與指導(dǎo)。其次,本文簡要介紹了Nyquist模數(shù)轉(zhuǎn)換器和過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理,并比較了低通∑△調(diào)制器和帶通∑A調(diào)制器的優(yōu)缺點。在此基礎(chǔ)上,確定本文設(shè)計的四階帶通調(diào)制器的結(jié)構(gòu)為單環(huán)負反饋形式。此外,本文對理想帶通EA調(diào)制器模型進行了行為級建模及仿真,仿真結(jié)果表明調(diào)制器模型的信噪比約為86.4dB,有效位數(shù)約為14位。另外,本文對調(diào)制器電路中各種非理想因素進行分析,建立了帶通調(diào)制器的非理想模型,確定電路設(shè)計最優(yōu)參數(shù)。本文還建立了基于帶通EA調(diào)制器的微陀螺儀數(shù)�；旌向�(qū)動回路系統(tǒng)模型,成功實現(xiàn)微陀螺儀數(shù)模混合驅(qū)動回路的數(shù)字閉環(huán)控制,仿真結(jié)果表明,微陀螺儀數(shù)�；旌蠝y控電路方案切實可行。本文還采用時鐘自鎖定技術(shù),通過比較器和鎖相環(huán)電路對陀螺儀驅(qū)動模態(tài)振動信號進行倍頻,從而為帶通調(diào)制器提供系統(tǒng)采樣時鐘。最后,本文在0.5um的CMOS工藝下,利用Cadence軟件對鎖相環(huán)電路中的鑒頻鑒相器(PFD)、電荷泵(CP)、無源低通濾波器(LPF)、壓控振蕩器(VCO)、分頻器,帶通∑△調(diào)制器中的全差分運算放大器(OTA)、比較器、開關(guān)、一位DAC反饋電路、時鐘電路、帶隙基準源,還有開關(guān)電容CV接口電路進行設(shè)計與仿真驗證。通過將所有電路模塊聯(lián)調(diào)仿真,得到調(diào)制器電路級的信噪比約為74.1dB,有效位數(shù)約為12位。
【關(guān)鍵詞】：微陀螺儀 帶通∑△調(diào)制器 鎖相環(huán) 數(shù)模混合電路
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN761
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 研究背景8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-16
• 1.2.1 微陀螺儀接口電路研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.2 基于∑△調(diào)制器慣性傳感器接口電路的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3 論文研究內(nèi)容16-17
• 第二章 帶通∑△調(diào)制器的基本原理17-24
• 2.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的基本原理17-18
• 2.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器介紹18-19
• 2.3 噪聲整形技術(shù)19-20
• 2.4 低通∑△調(diào)制器20-21
• 2.5 帶通∑△調(diào)制器21-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第三章 基于帶通∑△調(diào)制器的微陀螺儀數(shù)�；旌向�(qū)動系統(tǒng)24-37
• 3.1 四階帶通∑△調(diào)制器的系統(tǒng)級建模及仿真24-26
• 3.2 諧振器模型研究26-31
• 3.2.1 諧振器的z域模型26-27
• 3.2.2 諧振器結(jié)構(gòu)介紹27-29
• 3.2.3 雙延時結(jié)構(gòu)電路實現(xiàn)29-31
• 3.2.4 諧振器非理想模型搭建31
• 3.3 四階帶通非理想系統(tǒng)建模及仿真31-34
• 3.4 基于四階帶通∑△調(diào)制器的微陀螺儀數(shù)�；旌向�(qū)動回路閉環(huán)仿真34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 鎖相環(huán)電路設(shè)計及仿真37-47
• 4.1 電荷泵鎖相環(huán)的基本原理37-38
• 4.2 電荷泵鎖相環(huán)環(huán)路的組成38-45
• 4.2.1 鑒頻鑒相器38-39
• 4.2.2 電荷泵39-40
• 4.2.3 環(huán)路濾波器40-42
• 4.2.4 壓控振蕩器設(shè)計42-44
• 4.2.5 分頻器設(shè)計44-45
• 4.3 鎖相環(huán)電路整體仿真45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 帶通∑△調(diào)制器電路設(shè)計及仿真47-60
• 5.1 運算放大器設(shè)計47-49
• 5.2 自舉開關(guān)49-50
• 5.3 一位量化器電路50-51
• 5.4 反饋DAC電路51-53
• 5.5 時鐘電路53-54
• 5.6 帶隙基準電路54-57
• 5.7 調(diào)制器整體電路仿真57-59
• 5.8 本章小結(jié)59-60
• 第六章 微陀螺儀數(shù)�；旌想娐方涌谠O(shè)計60-67
• 6.1 微陀螺儀接口電路60-62
• 6.2 微陀螺儀數(shù)�；旌想娐贩抡�62-64
• 6.3 系統(tǒng)噪聲分析64
• 6.4 版圖設(shè)計64-66
• 6.4.1 電容的版圖設(shè)計65
• 6.4.2 輸入差分對版圖設(shè)計65
• 6.4.3 整體電路版圖布局65-66
• 6.5 本章小結(jié)66-67
• 第七章 總結(jié)與展望67-69
• 7.1 總結(jié)67
• 7.2 展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-74
• 攻讀碩士學位期間已獲科研成果74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 谷慶紅;微機械陀螺儀的研制現(xiàn)狀[J];中國慣性技術(shù)學報;2003年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王冠石;電容式硅微陀螺接口ASIC芯片集成技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 真程程;微陀螺中的單環(huán)四階帶通Sigma-Delta調(diào)制器設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

2 何世青;一種四階帶通sigma-delta調(diào)制器的分析與設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

  本文關(guān)鍵詞：基于帶通∑△調(diào)制器的微陀螺儀數(shù)模混合測控電路設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：493420