MEMS加速度传感器全数字输出五阶静电力系统建模与仿真
发布时间：2022-02-04 19:31
随着当今科技的飞速发展,MEMS（Micro Electro Mechanical System）加速度传感器成为当代世界中不可或缺的一项重要成果,在当今社会各个领域中发挥着巨大的作用,有着无法替代的地位与价值。MEMS加速度传感器作为当今世界高精尖科技的代表,也能为国家各个领域创造实际价值。MEMS技术的日益发展使得微加速度计的占用体积越来越小,精度却能越来越高,这让很多原本无法想象的事成为了可能,无论是民用的手机中,商用的石油勘探中,甚至是军用的导弹中,都有利用到MEMS加速度传感器的技术。本论文针对石油勘探用MEMS加速度传感器全数字输出五阶静电力系统分析研究了其三个模块:1)对信号检测模块进行物理传导分析,从输入加速度信号转化为电容变化大小,再从电容变化通过读取电路转变成电压变化,最后系统的输出以静电力的形式反馈到敏感质量块。进行数学公式推导,并分析了敏感质量块的运动方程阶跃响应;2)从Sigma-Delta调制器的发展历程开始,分析其作用原理,利用MATLAB的Simulink建模平台完成了整个信号检测模块搭配Sigma-Dclta调制器的三阶至五阶系统设计、参数调整与建模仿...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１地震波检测原理图［６］??
图１．?３比利时根特大学无束缚ＭＥＭＳ传感器模型图［１°］??２０１０年，Ｃｏｌｉｂｉ＾ｓ公司的研究成果中将ＭＥＭＳ传感器系统建模从采样器两??端分为模拟电路与数字电路部分如图１．４所示，指出了之后的研究工作的正确道??路１１１］。但是没有给出具体的建模模型。??ｆｐｃ??｜?＾１＾ｉ??、、、??????＇、、?????？一，’??Ａｎａｌｏｇ?Ｄｉｇｉｔａｌ??图１．?４?Ｃｏｌｉｂｒｙｓ公司ＭＥＭＳ系统模型框架图［１１］??２０１１年，海德拉巴国际信息技术研宄所研宄了使用Ｍａｓｈ结构的ＭＥＭＳ加??速度传感器四阶系统，给出／?Ｍａｓｈ结构Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制器的模型如图１．５所??示［ｕ］。但是这种结构对信号检测模块的参数变化很敏感，容易导致信号泄露。??Ａ＇（ｚ）??１?Ｊ＾１（Ｚ）????＾Ｈ?＂ｉ（ｚ）?Ｉ??ｆ?」?丄佐（ｚ）?Ｖ??Ｈ?＾（ｚ）??图１．?５海德拉巴国际信息技术研究所Ｍａｓｈ结构调制器建模图Ｄ２］??３??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]高频数字抽取滤波器的设计[J]. 杨芳,傅伟廷,秦天凯,高清运. 电子技术应用. 2017(12)
[2]一种可配置数字滤波器设计及其ASIC实现[J]. 赵毅强,李旭,赵公元,孙晨. 中南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]CIC抽取滤波器的MATLAB设计及FPGA实现[J]. 杨翠娥. 山西电子技术. 2017(01)
[4]基于IP核FIR滤波器的设计与FPGA实现[J]. 郭勇,杨欢. 无线电工程. 2017(01)
[5]MEMS传感器技术及其在海洋观测中的应用[J]. 董叶梓,张鹏,张锁平. 信息技术. 2013(04)
[6]MEMS加速度传感器[J]. RFID Ubiquitous Journal Editor. 射频世界. 2010(06)
[7]高精度Σ-ΔADC中的数字抽取滤波器设计[J]. 吴笑峰,刘红侠,李迪,胡仕刚,石立春. 中南大学学报(自然科学版). 2010(03)
[8]一种改进的适用于Sigma-Delta ADC的数字抽取滤波器[J]. 郝志刚,杨海钢,张翀,吴其松,尹韬. 电子与信息学报. 2010(04)
[9]16-Bit三阶级联结构Sigma-Delta调制器的设计[J]. 李威,李开航,王亮. 现代电子技术. 2010(04)
[10]MEMS传感器和智能传感器的发展[J]. 刘凯,陈志东,邹德福,马丽敏. 仪表技术与传感器. 2007(09)
博士论文
[1]MEMS数字检波器采集系统技术研究[D]. 王春田.中国地质大学（北京） 2011
[2]石油勘探中的惯性传感器研究[D]. 郁专.中国科学技术大学 2009
[3]勘探地震数据获取系统设计[D]. 曹平.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]动圈式地震检波器频带特性分析[D]. 王启发.吉林大学 2017
[2]带通∑-Δ ADC中数字后处理电路的设计[D]. 张俊.东南大学 2016
[3]数字下变频的设计与实现[D]. 周晓乐.西安电子科技大学 2015
[4]MEMS加速度传感器及其调理电路测试技术研究[D]. 张寒.苏州大学 2014
[5]低功耗高性能音频Sigma Delta调制器设计[D]. 刘云康.北京工业大学 2014
[6]MEMS加速度传感器读出电路设计[D]. 张文杰.湘潭大学 2013
[7]闭环电容式加速度计自检测电路设计[D]. 李山.哈尔滨理工大学 2013
[8]低功耗16位精度Sigma-Delta调制器设计[D]. 李媛红.哈尔滨工业大学 2011
[9]MASH结构Sigma-Delta调制器的设计[D]. 孙冠男.哈尔滨工业大学 2011
[10]基带可变速率调制解调器的设计[D]. 苏明月.南京理工大学 2010
本文编号：3613809
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１地震波检测原理图［６］??
图１．?３比利时根特大学无束缚ＭＥＭＳ传感器模型图［１°］??２０１０年，Ｃｏｌｉｂｉ＾ｓ公司的研究成果中将ＭＥＭＳ传感器系统建模从采样器两??端分为模拟电路与数字电路部分如图１．４所示，指出了之后的研究工作的正确道??路１１１］。但是没有给出具体的建模模型。??ｆｐｃ??｜?＾１＾ｉ??、、、??????＇、、?????？一，’??Ａｎａｌｏｇ?Ｄｉｇｉｔａｌ??图１．?４?Ｃｏｌｉｂｒｙｓ公司ＭＥＭＳ系统模型框架图［１１］??２０１１年，海德拉巴国际信息技术研宄所研宄了使用Ｍａｓｈ结构的ＭＥＭＳ加??速度传感器四阶系统，给出／?Ｍａｓｈ结构Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ调制器的模型如图１．５所??示［ｕ］。但是这种结构对信号检测模块的参数变化很敏感，容易导致信号泄露。??Ａ＇（ｚ）??１?Ｊ＾１（Ｚ）????＾Ｈ?＂ｉ（ｚ）?Ｉ??ｆ?」?丄佐（ｚ）?Ｖ??Ｈ?＾（ｚ）??图１．?５海德拉巴国际信息技术研究所Ｍａｓｈ结构调制器建模图Ｄ２］??３??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]高频数字抽取滤波器的设计[J]. 杨芳,傅伟廷,秦天凯,高清运. 电子技术应用. 2017(12)
[2]一种可配置数字滤波器设计及其ASIC实现[J]. 赵毅强,李旭,赵公元,孙晨. 中南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]CIC抽取滤波器的MATLAB设计及FPGA实现[J]. 杨翠娥. 山西电子技术. 2017(01)
[4]基于IP核FIR滤波器的设计与FPGA实现[J]. 郭勇,杨欢. 无线电工程. 2017(01)
[5]MEMS传感器技术及其在海洋观测中的应用[J]. 董叶梓,张鹏,张锁平. 信息技术. 2013(04)
[6]MEMS加速度传感器[J]. RFID Ubiquitous Journal Editor. 射频世界. 2010(06)
[7]高精度Σ-ΔADC中的数字抽取滤波器设计[J]. 吴笑峰,刘红侠,李迪,胡仕刚,石立春. 中南大学学报(自然科学版). 2010(03)
[8]一种改进的适用于Sigma-Delta ADC的数字抽取滤波器[J]. 郝志刚,杨海钢,张翀,吴其松,尹韬. 电子与信息学报. 2010(04)
[9]16-Bit三阶级联结构Sigma-Delta调制器的设计[J]. 李威,李开航,王亮. 现代电子技术. 2010(04)
[10]MEMS传感器和智能传感器的发展[J]. 刘凯,陈志东,邹德福,马丽敏. 仪表技术与传感器. 2007(09)
博士论文
[1]MEMS数字检波器采集系统技术研究[D]. 王春田.中国地质大学（北京） 2011
[2]石油勘探中的惯性传感器研究[D]. 郁专.中国科学技术大学 2009
[3]勘探地震数据获取系统设计[D]. 曹平.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]动圈式地震检波器频带特性分析[D]. 王启发.吉林大学 2017
[2]带通∑-Δ ADC中数字后处理电路的设计[D]. 张俊.东南大学 2016
[3]数字下变频的设计与实现[D]. 周晓乐.西安电子科技大学 2015
[4]MEMS加速度传感器及其调理电路测试技术研究[D]. 张寒.苏州大学 2014
[5]低功耗高性能音频Sigma Delta调制器设计[D]. 刘云康.北京工业大学 2014
[6]MEMS加速度传感器读出电路设计[D]. 张文杰.湘潭大学 2013
[7]闭环电容式加速度计自检测电路设计[D]. 李山.哈尔滨理工大学 2013
[8]低功耗16位精度Sigma-Delta调制器设计[D]. 李媛红.哈尔滨工业大学 2011
[9]MASH结构Sigma-Delta调制器的设计[D]. 孙冠男.哈尔滨工业大学 2011
[10]基带可变速率调制解调器的设计[D]. 苏明月.南京理工大学 2010
本文编号：3613809
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