硅微諧振式加速度計(jì)是一種MEMS工藝制作的通過檢測(cè)諧振器頻率的變化來敏感加速度大小的微慣性器件,具有體積小、成本低、動(dòng)態(tài)范圍大等特點(diǎn),在小型慣導(dǎo)系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。測(cè)控電路是決定硅微諧振式加速度計(jì)關(guān)鍵性能水平至關(guān)重要的因素。為此本文以硅微諧振式加速度計(jì)的測(cè)控電路為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),降低了噪聲和功耗。首先,本文建立了硅微諧振式加速度計(jì)系統(tǒng)級(jí)相位噪聲模型,得到了噪聲源參數(shù)與相位噪聲的函數(shù)關(guān)系,揭示了噪聲源對(duì)相位噪聲的影響機(jī)理,為測(cè)控電路低噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了方向性指導(dǎo)。其次,本文對(duì)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析了 AGC閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路的缺陷,提出了一種比較器控幅電路和兩級(jí)積分式接口電路,簡(jiǎn)化了幅度控制電路結(jié)構(gòu),降低了電路噪聲。制作了原理樣機(jī)并進(jìn)行了測(cè)試,功耗由1.2W降為50mW,零偏穩(wěn)定性由22.9μg改善至13.3μg,零偏不穩(wěn)定性由9.3μg改善至4.3μg。第三,本文對(duì)測(cè)頻電路進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。在分析了其他測(cè)頻方式的基礎(chǔ)上,提出了一種具有噪聲整形特性的計(jì)數(shù)器測(cè)頻方法,在保證精度的前提下,基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率由300MHz降至10MHz。通過Verilog語言在FPGA上實(shí)現(xiàn)了測(cè)... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．４美國ＵＣＩ研制的靜電負(fù)剛度面內(nèi)檢測(cè)硅微諧振式加速度計(jì)??

士學(xué)術(shù)論文?掛微諧振式加速度計(jì)測(cè)控電路優(yōu)化設(shè)計(jì)??速度計(jì)［１８］。如圖１．３為該高靈敏度加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)圖與電鏡圖，這種全新的結(jié)構(gòu)厚度??為１５｜ｉｍ，敏感質(zhì)量塊面積為４００ｐｍ２，整個(gè)器件面積為０．２５ｍｍ２，采用表面掛微加工??藝制作，如此小的結(jié)構(gòu)面積卻有高達(dá)４３０Ｈｚ／ｇ的標(biāo)度因數(shù)，量程范圍為±ｌｇ。??＊?＾?￡???????

１緒論碩士學(xué)位論文??所示，包括三個(gè)部分分別為諧振器、敏感質(zhì)量塊和支撐梁。其中支撐梁的作用近似于杠??桿的力放大系統(tǒng)，加速度計(jì)結(jié)構(gòu)部分由ＳＯＩ體硅微加工技術(shù)制造。經(jīng)過一系列的改進(jìn)，??此硅微諧振式加速度計(jì)在空氣中的品質(zhì)因數(shù)為４００，標(biāo)度因數(shù)為５８４Ｈｚ／ｇ。??＊＞ｕｐｐｏｒｆｉＡＣ?ｈｃａｍ？??ｔｏｐｖｉｃｗ?Ｕ）????ｖｉｎｒａｉｍ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]小型化硅微諧振式加速度計(jì)的實(shí)現(xiàn)與性能測(cè)試[J]. 趙健,施芹,夏國明,裘安萍,吳志強(qiáng),蘇巖.  光學(xué)精密工程. 2016(08)
[2]基于FPGA的高精度硅微諧振加速度計(jì)數(shù)據(jù)采集與參數(shù)補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 王巖,張玲,邢朝洋,曾青林.  中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(03)
[3]硅微諧振加速度計(jì)的溫度特性[J]. 王巍,王巖,莊海涵,邢朝洋.  中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(02)
[4]諧振式硅微加速度計(jì)閉環(huán)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)[J]. 王巍,王巖,莊海涵,邢朝洋.  中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(06)
[5]硅微諧振式加速度計(jì)的實(shí)現(xiàn)及性能測(cè)試[J]. 石然,裘安萍,蘇巖.  光學(xué)精密工程. 2010(12)
[6]微機(jī)械音叉陀螺外圍電路研究及仿真[J]. 劉顯學(xué),蘇偉.  信息與電子工程. 2006(05)
[7]微機(jī)械振動(dòng)陀螺儀閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路分析與設(shè)計(jì)[J]. 許宜申,王壽榮,盛平,吉訓(xùn)生.  測(cè)控技術(shù). 2006(10)
[8]一種新型體硅諧振加速度計(jì)(英文)[J]. 賈玉斌,郝一龍,張嶸.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2005(02)

博士論文
[1]高信噪比電容式微機(jī)械陀螺的研究[D]. 李錦明.中北大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3333681