硅微諧振式加速度計閉環(huán)振蕩系統(tǒng)穩(wěn)定性研究.pdf

1、硅微諧振式加速度計是一種基于MEMS技術(shù)的新型微慣性器件，它具有體積小、功耗低、靈敏度高、測量動態(tài)范圍大等特點，是一種適用于高精度導(dǎo)航系統(tǒng)的加速度計，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　然而對比國內(nèi)外研究現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)研制的硅微諧振式加速度計在穩(wěn)定性指標(biāo)上仍與國外領(lǐng)先水平存在一定差距。為此本文圍繞硅微諧振式加速度計振蕩電路穩(wěn)定性展開研究工作，主要包括加速度計機(jī)電接口建模、基于非線性控制的閉環(huán)振蕩電路幅度控制方法、振蕩器相位穩(wěn)定性分析

2、和電路設(shè)計等內(nèi)容。
　　首先，分析了硅微諧振式加速度計的工作原理，闡述了加速度計的信號轉(zhuǎn)化機(jī)制，推導(dǎo)了諧振器的等效電路參數(shù)。在分析了寄生電容對加速度計的影響的基礎(chǔ)上，使用環(huán)形二極管接口電路來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的跨阻式接口電路，對接口電路進(jìn)行改進(jìn)。在此基礎(chǔ)上，完成了基于Cadence軟件的加速度計機(jī)電接口等效模型的建立，實現(xiàn)加速度計和振蕩電路的閉環(huán)仿真。
　　其次，研究了基于非線性控制理論的閉環(huán)振蕩幅度控制方法，分析了影響幅值的主要因素

3、，針對位移控制的新型接口電路，建立整個振蕩電路關(guān)于幅度的閉環(huán)控制模型。研究了基于自動增益控制原理的幅度控制具體實現(xiàn)方法，并分析其對幅度噪聲的影響。
　　第三，闡述了電噪聲對載波信號相位干擾的機(jī)理，分析了由振蕩器中線性和非線性兩方面因素導(dǎo)致的相位噪聲，并通過實驗驗證了接口噪聲和諧振器振幅對相位噪聲的影響，進(jìn)一步指導(dǎo)振蕩電路的設(shè)計。
　　最后，在上述研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上，完成硅微諧振式加速度計振蕩電路的優(yōu)化設(shè)計，并根據(jù)IEEE加速度