以自主研制的硅微諧振式加速度計(jì)(MSRA)為研究對(duì)象,針對(duì)其驅(qū)動(dòng)電路的帶寬測(cè)試,設(shè)計(jì)一種基于鎖相環(huán)解調(diào)電路的帶寬測(cè)試方案。針對(duì)鎖相環(huán)驅(qū)動(dòng)電路的相位傳遞函數(shù)建立SIMULINK仿真模型,并對(duì)閉環(huán)回路模型進(jìn)行分析。在鎖相環(huán)的輸入端口加載由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào),等效為外界加速度頻率變化下的鎖相環(huán)輸入信號(hào),由基于鎖相環(huán)的解調(diào)電路讀出加速度計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的輸出幅值,該帶寬測(cè)試模型與MSRA實(shí)際測(cè)試情況一致。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:MSRA鎖相環(huán)驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)測(cè)+3 d B的帶寬值為210 Hz,與模型仿真得到的216 Hz基本吻合。該測(cè)試方法具有精度高、易實(shí)施、成本低等特點(diǎn),可滿足鎖相環(huán)驅(qū)動(dòng)電路的帶寬測(cè)試需求。

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【部分圖文】：

圖1 硅微諧振式加速度計(jì)驅(qū)動(dòng)電路

基于PLL的硅微諧振式加速度計(jì)驅(qū)動(dòng)電路如圖1所示。通過環(huán)形接口電路讀取諧振器的微弱電容檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)過前級(jí)電路的多級(jí)放大，利用圖1中基于PLL的相位控制回路和自動(dòng)增益控制電路分別實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)頻率的跟蹤、相位的鎖定以及振幅的控制。將上述兩路信號(hào)合成并輸入到諧振器上以保證諧振器工作在諧振....

圖2 PLL原理框圖

如圖2所示，PLL電路主要由三部分組成:鑒相器(phasediscriminator,PD)、環(huán)路濾波器(loopfilter,LPF)和壓控振蕩器(voltage-controlledoscillator,VCO)。本加速度計(jì)電路采用的是異或門PD，將輸入加速度調(diào)制信號(hào)u....

圖3 LPF電路

圖2PLL原理框圖如圖3所示，將無(wú)源二階RC滯后超前低通濾波器作為PLL回路中的LPF，其傳遞函數(shù)為

圖4 基于PLL的解調(diào)電路

驅(qū)動(dòng)電路的輸出信號(hào)采用如圖4所示的基于PLL的電路進(jìn)行解調(diào)。由于PLL的LPF會(huì)有直流偏置電壓輸出[10]，因此，通過高通濾波器濾除頻率調(diào)制信號(hào)中的直流偏置分量，得到表征加速度頻率的交流信號(hào)。經(jīng)過整流放大電路得到與交流分量成正相關(guān)的直流電壓值。通過單片機(jī)AD采集，在顯示模塊顯示。....

本文編號(hào)：4033776