应用于电容式MEMS加速度计的高精度检测电路设计

发布时间：2021-07-02 15:25

　　MEMS（Micro-Electro-mechanical System）加速度计广泛的应用于消费电子、智能驾驶、人工制导等领域,使其成为当今研究的重点。电容式MEMS加速度计因其具有结构简单、与CMOS工艺匹配性好以及较好的稳定性等特点,在MEMS加速度计中占据主导地位。MEMS加速度计主要由敏感元件与检测电路组成,而检测电路是MEMS加速度计功能实现的核心部分,因此设计出高性能的检测电路至关重要。本文对多种检测电路结构进行了分析,给出了相关性能的对比,在此基础上选择出差动式作为本次检测电路设计的基本结构,并以差动式结构为基础对检测电路系统架构进行了说明。然后从检测电路系统设计角度出发,对检测电路的各子模块进行设计。在前置电路设计时,首先对开关非理想效应以及噪声降低技术进行了说明,在此基础上,设计时在前置电路中结合了相关双采样技术与斩波技术,用于降低噪声对检测精度的影响。通过对前置运放设计指标以及运放噪声的分析,设计出了等效输出噪声约为18.1nV/√Hz@300Hz的低噪声运放。此外,本次设计在前置电路感应电容阵列中采用了电容自适应校准技术,用于提高检测输出有效电压范围。在后端电路... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

压电式MEMS加速度计原理图

1.2 压电式 MEMS 加速度计原理 加速度计的压力改变时，其电阻率发生变式加速度计就是利用压阻效应的加速度计简化结构，其中标号 1机座外壳。在外界加速度作用阻效应使得电阻的电阻率发生，每一组电平改变量 ΔV 对应一

MEMS 加速度计具有精度高、体积小、功耗低的优点，但度偏低、温漂大[22]，常常需要温度补偿。式 MEMS 加速度计MEMS 加速度计的悬臂梁上面有一个微型谐振器，在接收变化时，谐振器所受压力改变，致使谐振频率发生改变，振频率来实现加速度的检测[23-24]。EMS 加速度计由于具有检测精度高、可靠性高[25]的特点位等方面备受重视。如图 1.4 为谐振式 MEMS 加速度计激励源一般通过电热、光热或是静电产生，常常会引入热测精度。此外，谐振式 MEMS 加速度计实现困难也是其弱

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本文编号：3260720