MEMS諧振式加速度計頻率檢測電路設(shè)計.pdf

1、在現(xiàn)今社會中，加速度計的微型化和數(shù)字化集成技術(shù)漸漸成為各個領(lǐng)域競相研究的熱點問題。本文研究的MEMS（微機電系統(tǒng)，或微電子機械系統(tǒng)）諧振式加速度計是一種新型的加速度計，其被用來檢測被測量對象加速度信息。與傳統(tǒng)的加速度計相比，MEMS諧振式加速度計具有如下的優(yōu)點：體積小、輸出信號穩(wěn)定、精確度高和可靠性高等。MEMS諧振式加速度計的優(yōu)點主要在于具有高精度的頻率采樣和系統(tǒng)的誤差補償。
　　本文立足于諧振式加速度計其特有的差動頻率輸出的特

2、點，對靜態(tài)與動態(tài)工作中的加速度計進行高精度的測量，研究并設(shè)計了一種高精度實時的頻率檢測電路，并進行了接口電路中數(shù)字檢測信號處理補償?shù)脑O(shè)計。
　　本論文的主要研究設(shè)計內(nèi)容可以通過以下幾個部分來展示：
　　本文中具體的電路設(shè)計主要包括三大模塊，分別為模擬頻率信號初測模塊、數(shù)字信號算法處理模塊和頻率輸出實時顯示模塊。其中模擬頻率初測模塊采用時序識別網(wǎng)絡(luò)和基于FPGA的高精度采樣補償技術(shù)；數(shù)字信號處理模塊采用LMS算法進行數(shù)據(jù)計算和

3、補償；出于對邏輯資源使用量和數(shù)據(jù)處理速度的考慮，頻率輸出顯示時選用UART串口通信搭載在FPGA上進行實現(xiàn)。
　　本文借助Matlab軟件搭建系統(tǒng)的算法模型，確定性能指標(biāo)為：所設(shè)計的頻差檢測系統(tǒng)中隊的中心頻率為25KHz，動態(tài)檢測頻率范圍為10KHz，加速度檢測更新周期為200ms下的差頻分辨率可達到1×10-3Hz，LMS算法的采樣深度為216，測量精度為4×10-8。采用QuartusⅡ軟件進行IP核配置和編寫Verilog代