全對稱微機(jī)械陀螺全差分檢測ASIC設(shè)計.pdf

1、由于微機(jī)械陀螺具有成本低、體積小等特點，因此微機(jī)械陀螺廣泛應(yīng)用于消費類電子產(chǎn)品中。本文首先建立全對稱微機(jī)械陀螺的系統(tǒng)模型，分析其調(diào)制信號的特點。接著分析了高階低通濾波器的特點，通過比較巴特沃茲濾波器和貝賽爾濾波器的性能，最終確定在二次解調(diào)方案中，第一級濾波采用六階巴特沃茲低通濾波器，而第二級采用八階貝賽爾低通濾波器。同時，利用Simulink建立了二次相關(guān)雙采樣解調(diào)電路、二次開關(guān)相敏解調(diào)電路和二次乘法器解調(diào)電路的系統(tǒng)仿真模型。
　

2、　然后利用MATLAB進(jìn)行仿真分析，驗證了三種解調(diào)方案的正確性。而且分析了當(dāng)驅(qū)動信號頻率不穩(wěn)定時，三種不用解調(diào)電路的性能。通過對比發(fā)現(xiàn)，盡管在驅(qū)動頻率漂移和抖動時，三種電調(diào)電路系統(tǒng)的性能都會下降，但是開關(guān)相敏解調(diào)電路的性能最穩(wěn)定。
　　在電路設(shè)計方面，首先設(shè)計出兩種全差分運算放大器，并對其性能進(jìn)行對比。接著利用設(shè)計好的運算放大器設(shè)計出T型電阻網(wǎng)絡(luò)全差分積分器、六階巴特沃茲低通濾波器和八階貝賽爾低通濾波器，并分析其性能。
　　

3、利用已經(jīng)設(shè)計好的電路模塊，首先構(gòu)造出二次相關(guān)雙采樣解調(diào)電路，利用HSpice對這個電路進(jìn)行仿真。結(jié)果表明，當(dāng)兩級解調(diào)電路的采樣電容都為20pF時，電路的靈敏度為0.7880mV/(°/s)。通過改變第二級解調(diào)電路的采樣電容的大小，發(fā)現(xiàn)電路的靈敏度與采樣電容的大小成正比，其比例系數(shù)為4.433°μ/s/pF V。
　　同樣，可以利用設(shè)計好的電路模塊構(gòu)造出二次開關(guān)相敏解調(diào)電路。對于利用普通全差分開關(guān)構(gòu)成的二次開關(guān)相敏解調(diào)電路，利用HS