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

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【摘要】：MEMS加速度計(jì)接口電路主要采用傳統(tǒng)sigma-delta架構(gòu)實(shí)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(gè)問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了一種可以用于鉆井、石油勘探等微弱信號(hào)檢測(cè)的新型數(shù)字電容接口電路.該設(shè)計(jì)在電容式MEMS加速度傳感器基礎(chǔ)上,采用FPGA實(shí)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(jì)與芯片測(cè)試難度,利于快速優(yōu)化環(huán)路濾波器設(shè)計(jì)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(duì)簡(jiǎn)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(jì)前置放大器輸出信號(hào)符合正態(tài)分布的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了帶有一定預(yù)測(cè)功能的8-bit瞬時(shí)浮點(diǎn)ADC,實(shí)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(dá)到53.09ng/rt(Hz),滿足系統(tǒng)噪聲設(shè)計(jì)要求.前置放大器與ADC采用XFAB XH018混合信號(hào)CMOS工藝流片,開環(huán)測(cè)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(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所;中國(guó)科學(xué)院大學(xué);
【關(guān)鍵詞】： 接口電路 MEMS sigma-delta ADC
【基金】：國(guó)家重大科研裝備研制(No.ZDYZ2012-1-06-04) 國(guó)家科技重大專項(xiàng)(No.2011ZX05008-005)
【分類號(hào)】：TH824.4
【正文快照】： 1引言相對(duì)于傳統(tǒng)加速度檢波器,MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)加速度計(jì)具有體積小、成本低、靈敏度高、容易集成等優(yōu)勢(shì),同時(shí)閉環(huán)時(shí)具有動(dòng)態(tài)范圍大、線性度好與帶寬高等優(yōu)點(diǎn),其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛,如汽車、智能手機(jī)、鉆井勘探[1,2]等領(lǐng)域.在MEMS加速度計(jì)信號(hào)檢測(cè)的方法

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本文編號(hào)：991198