本文關(guān)鍵詞：高精度MOEMS加速度計(jì)信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文設(shè)計(jì)搭建了一套針對(duì)高精度MOEMS加速度計(jì)的信號(hào)處理系統(tǒng)。MOEMS加速度計(jì)將微光學(xué)技術(shù)與微機(jī)械加工技術(shù)相結(jié)合,不僅具有體積小、響應(yīng)快、可在惡劣環(huán)境中工作等優(yōu)點(diǎn),還具有很高的測(cè)量精度和靈敏度,成為國(guó)防軍事慣性導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng)中最具應(yīng)用前景的加速度傳感器。具有很高精度的MOEMS加速度計(jì)需要低噪聲信號(hào)處理系統(tǒng)的配合,因此,完成低噪聲、高精度信號(hào)處理系統(tǒng)的研制是實(shí)現(xiàn)高加速度測(cè)量精度的重要環(huán)節(jié)。而且為實(shí)現(xiàn)MOEMS加速計(jì)的集成化和小型化,選用合適的系統(tǒng)光源并設(shè)計(jì)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路是非常必要的,因此,本文采用VCSEL作為系統(tǒng)光源,并將其與信號(hào)調(diào)理電路集成在一起來(lái)大大提高M(jìn)OEMS加速計(jì)系統(tǒng)的集成度。本論文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1.簡(jiǎn)要介紹了微加速度計(jì)的測(cè)量原理、應(yīng)用范圍、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),分析比較了各種微加速度計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn),提出了本文的研究?jī)?nèi)容以及目標(biāo)。2.簡(jiǎn)要介紹了本文中基于微結(jié)構(gòu)光柵的MOEMS加速度計(jì)的位移傳感機(jī)制和加速度傳感機(jī)制,并說(shuō)明該加速度計(jì)系統(tǒng)的工作原理。3.總結(jié)了幾種常見(jiàn)的信號(hào)處理方案并詳細(xì)介紹了本文中相位調(diào)制-解調(diào)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。4.搭建了MOEMS加速度計(jì)信號(hào)處理系統(tǒng),包括電源設(shè)計(jì)、探測(cè)器選擇、跟隨器以及差分放大電路設(shè)計(jì)和帶通濾波器設(shè)計(jì)。選用VCSEL作為系統(tǒng)光源并設(shè)計(jì)制作了相應(yīng)的恒流驅(qū)動(dòng)電源和恒溫控制電路。5.搭建了單光路位移測(cè)量裝置以驗(yàn)證信號(hào)處理系統(tǒng)性能,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到電路板的暗電流噪聲達(dá)到1.1mv,位移測(cè)量靈敏度達(dá)到了40.21859 V/μm。搭建了雙光路位移測(cè)量裝置并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的雙路信號(hào)采集系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)償位移裝置中He-Ne激光器功率波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)測(cè)量精度的影響。6.將本文設(shè)計(jì)的信號(hào)調(diào)理電路與DSP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用于仍有諸多改進(jìn)空間的加速度測(cè)量系統(tǒng)中,得到了其加速度分辨率為42.1μg,性能與當(dāng)前國(guó)內(nèi)工程化應(yīng)用中最高分辨率水平的加速度計(jì)相當(dāng)。最后對(duì)本文所涉及的研究工作進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)未來(lái)的工作進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：MOEMS 加速度計(jì) 位移測(cè)量 VCSEL 恒溫控制 相位調(diào)制-解調(diào)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH824.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 微加速度計(jì)簡(jiǎn)介10-12
• 1.1.1 微加速度計(jì)的測(cè)量原理10-11
• 1.1.2 微加速度計(jì)的應(yīng)用范圍11-12
• 1.2 微加速度計(jì)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 MEMS加速度計(jì)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 MOEMS加速度計(jì)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 微加速度計(jì)的發(fā)展方向14-15
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及目標(biāo)15-16
• 1.4.1 研究背景和目標(biāo)15
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 MOEMS加速度計(jì)系統(tǒng)介紹16-21
• 2.1 MOEMS加速度計(jì)的位移傳感結(jié)構(gòu)16-18
• 2.2 MOEMS加速度計(jì)的加速度傳感結(jié)構(gòu)18-19
• 2.3 MOEMS加速度計(jì)傳感芯片19
• 2.4 MOEMS加速度計(jì)系統(tǒng)的工作原理19-21
• 3 MOEMS加速度計(jì)的信號(hào)處理系統(tǒng)21-53
• 3.1 MOEMS加速度計(jì)的信號(hào)處理方案21-22
• 3.1.1 時(shí)域檢測(cè)法21
• 3.1.2 頻域檢測(cè)法21
• 3.1.3 時(shí)頻分析法21-22
• 3.1.4 基于非線性理論的檢測(cè)法22
• 3.2 相位調(diào)制-解調(diào)技術(shù)22-26
• 3.2.1 相位調(diào)制的實(shí)現(xiàn)22-24
• 3.2.2 解調(diào)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)24-26
• 3.3 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)26-53
• 3.3.1 信號(hào)調(diào)理電路各個(gè)模塊設(shè)計(jì)26-47
• 3.3.2 單光路信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)47-49
• 3.3.3 雙光路信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)49-53
• 4 MOEMS加速度計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)分析53-68
• 4.1 電源性能測(cè)試53-54
• 4.2 光源VCSEL的性能測(cè)試54-55
• 4.3 單光路位移實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析55-62
• 4.3.1 使用探測(cè)器OP1133的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析55-58
• 4.3.2 使用探測(cè)器S8745-01的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析58-60
• 4.3.3 單光路位移測(cè)量裝置系統(tǒng)噪聲60-62
• 4.4 雙光路位移實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析62-64
• 4.5 加速度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析64-68
• 4.5.1 加速度翻滾實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析64-66
• 4.5.2 加速度系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析66-68
• 5 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 總結(jié)68
• 5.2 展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 作者簡(jiǎn)介73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

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4 行鴻彥;徐偉;;混沌背景中微弱信號(hào)檢測(cè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法[J];物理學(xué)報(bào);2007年07期

5 陳韶華,相敬林;一種改進(jìn)的時(shí)域平均法檢測(cè)微弱信號(hào)研究[J];探測(cè)與控制學(xué)報(bào);2003年04期

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本文編號(hào)：415532