MEMS（Micro-electro-mechanical Systems，微機電系統(tǒng)）加速度傳感器是新一代地震檢波器的核心部件，它主要由MEMS傳感器件、ASIC（Application SpecifiedIntegrated Circuits，專用集成電路）讀出電路等組成，可實現(xiàn)高靈敏度的地震波檢測。本文依托國家科技重大專項，圍繞“十二五”專項專題里的研究任務(wù)，對MEMS加速度傳感器及其讀出電路ASIC的測試技術(shù)進行了研究。主要研究工作和成果如下：（1） MEMS加速度傳感器的重力場標定：以二階非線性系數(shù)最小為標準對MEMS加速度傳感器進行了重力場標定，并測試了加速度傳感器的靜態(tài)偏差、靈敏度和靈敏度溫度系數(shù)。（2） MEMS加速度傳感器系統(tǒng)噪聲測試：分別測試了模擬閉環(huán)加速度傳感器和數(shù)字閉環(huán)加速度傳感器的系統(tǒng)噪聲，測試模擬閉環(huán)加速度傳感器系統(tǒng)噪聲時采用放大噪聲的方法提高了測試的準確性。（3） MEMS加速度傳感器參考電壓噪聲測試及改進：分析了數(shù)字加速度傳感器的噪聲源，用計算和仿真的方法證實MEMS器件的布朗噪聲和量化噪聲不是主要噪聲源。提出了測試極低電壓噪聲的方案，并對ASIC中的參... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
        1.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 發(fā)展趨勢
    1.3 本文主要內(nèi)容
第二章 MEMS電容式加速度傳感器工作原理
    2.1 電容式加速度傳感器的基本原理
    2.2 微機械電容式加速度傳感器的三種常見結(jié)構(gòu)
        2.2.1 梳齒式硅微機械加速度傳感器
        2.2.2 扭擺式電容加速度傳感器
        2.2.3 三明治擺式電容加速度傳感器
    2.3 本課題研究的MEMS加速度傳感器
        2.3.1 MEMS傳感器原理和建模
        2.3.2 加速度傳感器結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)級仿真
    2.4 影響加速度傳感器穩(wěn)定性和噪聲的因素
        2.4.1 參考電壓
        2.4.2 環(huán)路濾波器系數(shù)
    2.5 開發(fā)平臺與測試工具介紹
        2.5.1 基于FPGA SOPC系統(tǒng)
        2.5.2 NIOS II 軟核
        2.5.3 SOPC系統(tǒng)的建立
        2.5.4 在本文中的應(yīng)用
            2.5.4.1 FPGA開發(fā)套件
            2.5.4.2 數(shù)-模轉(zhuǎn)換模塊
            2.5.4.3 模-數(shù)轉(zhuǎn)換模塊
    2.6 本章小結(jié)
第三章 重力場標定實驗及系統(tǒng)噪聲測試
    3.1 溫度重力場標定系統(tǒng)
    3.2 補償電容
    3.3 靜態(tài)偏差
    3.4 靈敏度
    3.5 系統(tǒng)噪聲測試
        3.5.1 模擬閉環(huán)加速度傳感器系統(tǒng)噪聲測試
        3.5.2 數(shù)字閉環(huán)加速度傳感器系統(tǒng)噪聲測試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 參考電壓噪聲測試
    4.1 數(shù)字閉環(huán)加速度傳感器噪聲源
    4.2 參考電壓噪聲測試
    4.3 參考電壓噪聲性能改進
    4.4 參考電壓噪聲對數(shù)字閉環(huán)加速度傳感器系統(tǒng)噪聲的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 比例微分器及積分器測試
    5.1 PD測試
        5.1.1 測試原理
        5.1.2 測試結(jié)果分析
    5.2 積分器測試
        5.2.1 基本測試原理
        5.2.2 第一個積分器測試
        5.2.3 第二個和第三個積分器測試
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]梳齒式電容加速度傳感器的原理和性能分析[J]. 胡雪梅,屈保中.  武漢理工大學(xué)學(xué)報. 2009(08)
[2]電容慣性傳感器的結(jié)構(gòu)分析[J]. 趙德申,胡雪梅.  武漢理工大學(xué)學(xué)報. 2009(06)
[3]加速度傳感器在筆記本電腦中的應(yīng)用[J]. 趙偉,周玲玲.  電信快報. 2008(05)
[4]微機械電容式加速度計結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J]. 胡雪梅,殷鴻.  傳感器世界. 2006(08)
[5]一種新型CMOS電容式絕對壓力傳感器的設(shè)計[J]. 劉娜,黃慶安,秦明.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2006(05)
[6]MEMS差動電容加速度傳感器[J]. 唐曉剛,顏永安,王建民,牛德芳.  儀表技術(shù)與傳感器. 2005(12)
[7]微加速度計研究的進展[J]. 李圣怡,劉宗林,吳學(xué)忠.  國防科技大學(xué)學(xué)報. 2004(06)
[8]消除CMOS讀出電路噪聲方法研究[J]. 沈曉燕.  紅外與激光工程. 2004(06)
[9]MEMS加速度傳感器的原理及分析[J]. 張海濤,閻貴平.  電子工藝技術(shù). 2003(06)
[10]聚焦離子束（Focused Ion Beam）原理與其在半導(dǎo)體工業(yè)之應(yīng)用[J]. 余維斌,黃坤火,柯大華.  電子工業(yè)專用設(shè)備. 2003(05)

博士論文
[1]微機械電容式傳感器及其相關(guān)特性研究[D]. 董林璽.浙江大學(xué) 2004

碩士論文
[1]變面積電容式微機械加速度傳感器檢測電路的研究[D]. 陳延斌.吉林大學(xué) 2008
[2]基于非硅MEMS的新型微機械加速度計若干技術(shù)的研究[D]. 凌靈.上海交通大學(xué) 2008
[3]地震動加速度傳感器的研究[D]. 王曉麗.中北大學(xué) 2007



本文編號：3468852