數(shù)字硅陀螺中帶通調(diào)制器的設(shè)計.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)與集成電路工藝的發(fā)展，數(shù)字硅陀螺在眾多領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。數(shù)字硅陀螺是機械陀螺利用MEMS微型化后得到的硅結(jié)構(gòu)，可以用于敏感加速度。由于通常的加速度信號通常通過硅結(jié)構(gòu)中的機械位移體現(xiàn)，因此，讀取該機械位移，并且將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字電路可以處理的數(shù)字信號，成為了數(shù)字硅陀螺的接口電路的主要功能。目前，數(shù)字硅陀螺的接口電路的研究是研究所與高校的研究熱點，但是目前的數(shù)字硅陀螺往往存在著采樣率過高，功耗較大的缺點，因此，利用帶通調(diào)

2、制器結(jié)構(gòu)對數(shù)字硅陀螺信號進(jìn)行處理，對于降低功耗，抑制噪聲方面具有著重要的意義。
　　本文首先分析了數(shù)字硅陀螺敏感加速度的原理，并且分析了s igma-delta調(diào)制器調(diào)制信號的基本原理，即過采樣調(diào)制器通過提高采樣頻率，降低帶內(nèi)噪聲，提高信噪比。由于本課題需要實現(xiàn)帶通調(diào)制器的中心頻率可以調(diào)頻的功能，因此設(shè)計了可以通過改變關(guān)鍵參數(shù)，改變噪聲傳遞函數(shù)零點的帶通調(diào)制器。在對數(shù)字硅陀螺與帶通調(diào)制器進(jìn)行數(shù)學(xué)行為級建模后，在Simulink環(huán)境

3、中對工作在各個中心頻率的帶通調(diào)制器進(jìn)行了仿真，實現(xiàn)了較高的性能。在Simulink環(huán)境仿真的基礎(chǔ)上，利用0.5um CMOS的工藝條件，對帶通調(diào)制器的各個模塊進(jìn)行了設(shè)計，設(shè)計了運算放大器、量化器電路、相位補償電路、DAC電路、時鐘信號產(chǎn)生電路、基準(zhǔn)電路以及諧振器電路，并對各個模塊進(jìn)行了仿真，并且將關(guān)鍵的諧振器電路以開關(guān)電容電路的形式實現(xiàn)；總體的電路級仿真結(jié)果顯示，在4KHZ、6KHZ、8KHZ、10K HZ、12KHZ處都可以將噪底抑制