本文關(guān)鍵詞：新型電容式MEMS加速度計數(shù)字接口電路設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 接口電路 MEMS sigma-delta ADC

【摘要】：MEMS加速度計接口電路主要采用傳統(tǒng)sigma-delta架構(gòu)實現(xiàn),但這種方式中的電路失調(diào)電壓很容易產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象.為解決這個問題,本文設(shè)計了一種可以用于鉆井、石油勘探等微弱信號檢測的新型數(shù)字電容接口電路.該設(shè)計在電容式MEMS加速度傳感器基礎(chǔ)上,采用FPGA實現(xiàn)數(shù)字三階環(huán)路濾波器,構(gòu)成5階sigma-delta系統(tǒng).采用數(shù)字環(huán)路濾波器降低了ASIC模擬電路版圖設(shè)計與芯片測試難度,利于快速優(yōu)化環(huán)路濾波器設(shè)計參數(shù),改善系統(tǒng)穩(wěn)定性和優(yōu)化系統(tǒng)噪聲性能.前置放大器采用一種相對簡單的相關(guān)雙采樣技術(shù),能夠有效減小前置放大器的失調(diào)電壓.根據(jù)MEMS加速度計前置放大器輸出信號符合正態(tài)分布的特點,設(shè)計了帶有一定預(yù)測功能的8-bit瞬時浮點ADC,實現(xiàn)模擬與數(shù)字環(huán)路濾波器互聯(lián).在200Hz帶寬內(nèi),該接口電路系統(tǒng)噪聲基底達到53.09ng/rt(Hz),滿足系統(tǒng)噪聲設(shè)計要求.前置放大器與ADC采用XFAB XH018混合信號CMOS工藝流片,開環(huán)測試表明,前置放大器的靈敏度和噪聲分別為0.69V/p F和3.20μV/rt(Hz).
【作者單位】： 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所;中國科學(xué)院大學(xué);
【關(guān)鍵詞】： 接口電路 MEMS sigma-delta ADC
【基金】：國家重大科研裝備研制(No.ZDYZ2012-1-06-04) 國家科技重大專項(No.2011ZX05008-005)
【分類號】：TH824.4
【正文快照】： 1引言相對于傳統(tǒng)加速度檢波器,MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)加速度計具有體積小、成本低、靈敏度高、容易集成等優(yōu)勢,同時閉環(huán)時具有動態(tài)范圍大、線性度好與帶寬高等優(yōu)點,其應(yīng)用范圍越來越廣泛,如汽車、智能手機、鉆井勘探[1,2]等領(lǐng)域.在MEMS加速度計信號檢測的方法

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于治會,王阿春;關(guān)于加速度計參數(shù)的選定(1)[J];傳感器世界;2000年11期

2 于治會,王阿春;關(guān)于加速度計參數(shù)的選定(下)[J];傳感器世界;2000年12期

3 于治會;加速度計的靜態(tài)校準[J];宇航計測技術(shù);2000年02期

4 顧英;慣導(dǎo)加速度計技術(shù)綜述[J];飛航導(dǎo)彈;2001年06期

5 徐剛,于治會;關(guān)于加速度計參數(shù)的選定[J];氣象水文海洋儀器;2001年01期

6 徐剛,于治會;關(guān)于加速度計參數(shù)的選定[J];鑿巖機械氣動工具;2001年01期

7 高宗;正確地連接和使用加速度計[J];世界產(chǎn)品與技術(shù);2001年04期

8 顧英,趙連元;微硅加速度計技術(shù)綜述[J];飛航導(dǎo)彈;2002年09期

9 于治會;關(guān)于加速度計參數(shù)的選定[J];航空兵器;2002年06期

10 馬欣龍,王永梁;梳齒式微機械力平衡加速度計[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報;2002年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曹慧丹;沈昱明;賴際舟;;微硅加速度計標定及試驗研究[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（2）[C];2008年

2 索智群;喬東海;;力平衡模擬反饋電容加速度計的研究[A];2010’中國西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

3 劉惠蘭;林恒;李莉;張春熹;;光學(xué)加速度計的技術(shù)及發(fā)展[A];慣性技術(shù)發(fā)展動能發(fā)展方向研討會論文集[C];2004年

4 劉惠蘭;林恒;李莉;張春熹;;光學(xué)加速度計的技術(shù)研究與發(fā)展[A];2004全國光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會、2005全國光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會、廣西光學(xué)學(xué)會成立20周年年會論文集[C];2005年

5 錢朋安;;一體化多維加速度計研究的若干問題分析[A];中國儀器儀表學(xué)會第九屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

6 宋長福;嚴小軍;韓豐田;郭曉芳;馬高印;;硅微靜電懸浮加速度計關(guān)鍵技術(shù)研究[A];微機電慣性技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢——慣性技術(shù)發(fā)展動態(tài)發(fā)展方向研討會文集[C];2011年

7 李建飛;薛兵;張俊峰;朱小毅;王曉蕾;;應(yīng)用于MEMS加速度計的小型恒溫系統(tǒng)的實現(xiàn)[A];中國地震學(xué)會第14次學(xué)術(shù)大會專題[C];2012年

8 周澤兵;祝竺;;靜電懸浮加速度計研究[A];中國地球物理2013——第二十六專題論文集[C];2013年

9 薛旭;李丹東;劉國文;萬蔡辛;張承亮;;MEMS加速度計工程樣機的研制[A];慣性技術(shù)發(fā)展動態(tài)發(fā)展方向研討會文集——新世紀慣性技術(shù)在國民經(jīng)濟中的應(yīng)用[C];2012年

10 張亮;陸秋海;;靜電懸浮式電容差分加速度計測量原理與動特性設(shè)計[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 包秋紅;加速度計測試的加速者[N];中國航空報;2004年

2 唐新培;“黑黢俠”再顯神威[N];中國航天報;2012年

3 黃忠魁 付秀娟 本報記者 徐建華;“敏感精靈”助力嫦娥探月[N];中國質(zhì)量報;2014年

4 唐新培;搬走“三座山” 促成“太空吻”[N];中國航天報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 蔣玉齊;高量程MEMS加速度計封裝研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2004年

2 楊杰;無陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)加速度計構(gòu)型研究與誤差分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

3 張習(xí)文;微小型加速度計的精密裝配及影響性能的因素研究[D];大連理工大學(xué);2013年

4 黃添添;氣隙磁力表征型磁懸浮加速度計的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2015年

5 劉志平;無陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

6 李博;基于共振隧穿結(jié)構(gòu)介觀壓阻效應(yīng)的納機電加速度計研究[D];中北大學(xué);2008年

7 劉力;慣性傳感器扭擺測試中地面振動和放電金絲的影響研究[D];華中科技大學(xué);2012年

8 王世明;基于離心機的慣性儀表測試方法研究與誤差分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

9 武慶雅;旋轉(zhuǎn)彈藥的慣性導(dǎo)航與解耦控制方法研究[D];北京理工大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王世昌;基于角速率的加速度計陣列誤差系數(shù)標定方法的研究[D];中北大學(xué);2009年

2 徐小麗;高過載條件下微型加速度計的動態(tài)分析[D];南京理工大學(xué);2009年

3 黎淵;三軸高g加速度計的測試理論與實驗研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

4 鮑路路;高g值加速度計及其檢測電路的設(shè)計[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

5 高宇;捷聯(lián)系統(tǒng)中加速度計信息處理技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

6 胡紅革;硅撓性伺服加速度計設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2002年

7 紀君寵;鈸式結(jié)構(gòu)加速度計的研究與設(shè)計[D];北京大學(xué);2008年

8 李永光;高精度加速度計標定與補償技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

9 李園晴;懸絲支承加速度計溫度誤差建模及補償研究[D];上海交通大學(xué);2011年

10 王巍;高精度加速度計測量系統(tǒng)的分析與設(shè)計[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

，

本文編號：991198