可调谐MEMS谐振器关键技术研究及应用

发布时间：2017-06-21 07:07

  本文关键词：可调谐MEMS谐振器关键技术研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：MEMS谐振器大量应用在实时时钟、参考振荡器及滤波器/混合器等前端无线收发部分，是滤波器及双工器、振荡器中的主要构件。本文提出一种静电激励可调谐微谐振器，在横向施加谐振激励电压基础上，轴向加载，，实现频率两级可调。 论文主要包括以下内容： 1.提出一种可调谐微谐振器结构模型，通过改变拉伸量与调节电压实现频率调节，并根据设计要求确定微梁的结构形式与尺寸。推导出微谐振器的动力学方程，用MATLAB软件进行幅频响应仿真，得出不同拉伸量及不同调节电压分别对应的幅频响应曲线，得出拉伸量与调节电压的调谐范围分别为395480ppm、16ppm。 2.采用COMSOL有限元软件对设计的微谐振器进行仿真分析。首先进行模态分析，得到了前六阶的振型与谐振频率；然后对微谐振器整体进行建模分析，得到了振动幅度与应力分布图以及幅频响应曲线；最后仿真得到谐振梁与下电极间耦合电容。 3.采用ADS射频仿真软件对微谐振器等效电路进行仿真分析，分别得到空气介质中及真空介质中的S参数。将谐振器用在滤波器中，用ADS软件对滤波器进行仿真，得到滤波器的中心频率、3dB带宽以及品质因数Q值。
【关键词】：MEMS 微谐振器 可调谐 幅频响应 滤波器
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH-39
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-7
• 第一章 绪论7-19
• 1.1 微机电系统简介7
• 1.2 微谐振器简介7-17
• 1.2.1 谐振器的振动激励7-9
• 1.2.2 不同谐振器原理9-13
• 1.2.3 微谐振器的主要应用13-17
• 1.3 研究的目的与意义17
• 1.4 论文的主要工作17-19
• 第二章 微谐振器的结构模型及原理19-33
• 2.1 微谐振器模型及工作原理19-20
• 2.2 谐振器设计原理20-29
• 2.2.1 微梁的轴向拉伸与压缩20-21
• 2.2.2 调节电极处施加调节电压产生静电力计算21-22
• 2.2.3 单自由度系统谐振时动力学方程22-25
• 2.2.4 微谐振器的关键参数25-26
• 2.2.5 谐振时阻尼计算26-29
• 2.3 微谐振器结构与参数设计29-31
• 2.4 本章小结31-33
• 第三章 微谐振器频域分析33-47
• 3.1 频率方程求解33-36
• 3.2 频率方程分析36-41
• 3.2.1 理论分析36-37
• 3.2.2 利用 matlab 语言编程对频率仿真分析37-41
• 3.3 频域仿真41-45
• 3.3.1 动态响应分析41-43
• 3.3.2 幅频响应仿真43-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第四章 COMSOL 仿真47-59
• 4.1 微谐振器的模态分析47-51
• 4.1.1 模态分析简介47
• 4.1.2 微谐振器的模态分析47-51
• 4.2 微谐振器动力耦合分析51-57
• 4.2.1 微驱动器静电-结构耦合分析51-54
• 4.2.2 稳态求解54-55
• 4.2.3 幅频特性分析55-57
• 4.3 本章小结57-59
• 第五章 谐振器的电学特性仿真59-71
• 5.1 机电类比59-62
• 5.1.1 串联谐振系统机电类比59-60
• 5.1.2 并联谐振系统机电类比60-61
• 5.1.3 机电类比参数对应61-62
• 5.2 等效电路62-64
• 5.3 等效电路 ADS 仿真64-69
• 5.3.1 谐振器参数值计算64-66
• 5.3.2 ADS 射频软件仿真66-69
• 5.4 本章小结69-71
• 第六章 谐振器的滤波器应用71-79
• 6.1 滤波器简介71-72
• 6.2 滤波器机电等效分析72-74
• 6.2.1 滤波器结构及原理72-73
• 6.2.2 等效电路模型建立73-74
• 6.3 ADS 建模与仿真74-77
• 6.3.1 计算建模参数74-75
• 6.3.2 仿真优化75-77
• 6.4 本章小结77-79
• 第七章 总结与展望79-81
• 7.1 总结79-80
• 7.2 论文不足与展望80-81
• 致谢81-83
• 参考文献83-87
• 在读期间科研成果87-89
• 附录89-90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：467909