一種MEMS電容式加速度傳感器接口集成電路的設計.pdf

1、受工藝技術的限制，國內(nèi)MEMS加速度計，尤其是有工業(yè)和軍事應用需求的高精度大動態(tài)范圍的加速度計，目前主要還處于傳感器和信號處理接口電路分開加工的階段。傳感器一般基于體硅工藝加工，接口電路則采用更通用的表面硅工藝加工，通過二次集成技術（PCB或者厚薄膜混合集成技術）組裝在一起構成完整的加速度計。
　　由于MEMS傳感器尺寸小，輸出信號微弱，接口電路必須具有很高的信號檢測靈敏度和較高的集成度（以配合傳感器減小尺寸）。提高信號檢測靈敏度

2、一般需采用鎖相放大技術，即把信號調(diào)制在某高頻信號上進行傳輸處理，以避開難以處理的直流漂移和低頻噪聲干擾問題，最終信號通過同步解調(diào)還原得到。
　　MEMS差分電容式加速度計一般采用兩種電路拓撲結構，一種為開環(huán)結構，具有很好的魯棒性但是線性動態(tài)范圍較差；一種為閉環(huán)力反饋結構，具有更好的線性動態(tài)范圍，但是電路結構相對復雜并需要小心穩(wěn)定性問題。
　　本文針對一種基于體硅工藝加工的差分電容式加速度傳感器設計了一款單片集成的接口電路，一

3、片該電路配合一只加速度傳感器可以組成一個完整的一維的閉環(huán)力反饋結構差分電容式加速度計，無需其他有源器件。
　　本文主要內(nèi)容為：
　　1.研究分析了電容式加速度檢測系統(tǒng)的工作原理、差分電容式加速度傳感器的物理模型、傳感器相關特性的的數(shù)學描述、閉環(huán)力反饋結構差分電容式加速度計系統(tǒng)原理、組成電路模塊。
　　2.重點介紹了基于雙極工藝的閉環(huán)力反饋結構差分電容式加速度計的接口電路設計實現(xiàn)思路、電路結構的設計及工作原理。