連續(xù)時(shí)間閉環(huán)微加速度計(jì)接口ASIC的設(shè)計(jì).pdf

1、微機(jī)械加速度計(jì)常見(jiàn)于各種慣性導(dǎo)航器件中。它的主要特點(diǎn)是體積小易于集成且功耗較低，因此被廣泛應(yīng)用在振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中。為了進(jìn)一步地提高加速度計(jì)性能，人們通常采用靜電力反饋的方法來(lái)增加微加速度計(jì)的帶寬、線性度以及動(dòng)態(tài)范圍。本論文在對(duì)閉環(huán)微加速度計(jì)基本原理進(jìn)行深入分析后，設(shè)計(jì)并完成了連續(xù)時(shí)間閉環(huán)微加速度計(jì)接口的ASIC設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)基于0.5μm CMOS工藝參數(shù)。
　　本文首先根據(jù)理想動(dòng)力學(xué)方程和微加速度計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)建立了微加速度計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)

2、的等效數(shù)學(xué)模型和線性系統(tǒng)模型。同時(shí)為了加深對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的理解，對(duì)其進(jìn)行了傳遞函數(shù)的推導(dǎo)，并以該傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)分析了閉環(huán)加速度計(jì)的動(dòng)態(tài)特性，驗(yàn)證了閉環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。閉環(huán)微加速度計(jì)的接口電路主要包含電荷敏感放大器、高通濾波、開(kāi)關(guān)相敏解調(diào)、低通濾波和比例比例-積分-微分控制器（PID）等模塊。
　　本文為了減小系統(tǒng)噪聲，對(duì)反饋信號(hào)的作用點(diǎn)進(jìn)行了改善設(shè)計(jì)，令解調(diào)后的電壓信號(hào)作用在第一級(jí)電荷敏感放大器的同相輸入端。通過(guò)這種反饋方式，可