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MEMS傳感器弱信號檢測電路及集成設計.rar

  • 資源大小:2610 K
  • 上傳時間: 2013-05-23
  • 上傳用戶:granite518
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標      簽: MEMS 傳感器 弱信號

資 源 簡 介

高精度慣性加速度計能夠實現實時位移檢測,在當今民用和軍用系統如汽車電子、工業控制、消費電子、衛星火箭和導彈等中間具有廣泛的需求。在高精度慣性加速度計中,特別需要穩定的低噪聲高靈敏度接口電路。事實上,隨著傳感器性能的不斷提高,接口電路將成為限制整個系統的主要因素。 本論文在分析差動電容式傳感器工作原理的基礎上,設計了針對電容式加速度計的全差分開環低噪聲接口電路。前端電路檢測傳感器電容的變化,通過積分放大,產生正比于電容波動的電壓信號。 本論文采用開關電容電路結構,使得對寄生不敏感,信號靈敏度高,容易與傳感器單片集成。為了得到微重力加速度性能,設計電容式位移傳感接口電路時,重點研究了噪聲問題和系統建模問題。仔細分析了開環傳感器中的不同噪聲源,并對其中的一些進行了仿真驗證。建立了接口電路寄生電容和寄生電阻模型。 為了更好的提高分辨率,降低噪聲的影響如放大器失調、1/f噪聲、電荷注入、時鐘饋通和KT/C噪聲,本論文采用了相關雙采樣技術(CDS)。為了限制接口電路噪聲特別是熱噪聲,著重設計考慮了前置低噪聲放大器的設計及優化。由于時鐘一直導通,特別設計了低功耗弛豫振蕩器,振蕩頻率為1.5M。為了減小傳感器充電基準電壓噪聲,采用兩級核心基準結構設計了高精度基準,電源抑制比高達90dB。 TSMC 0.18μm工藝中的3.3V電壓和模型,本論文進行了spectre仿真。 關鍵詞:MEMS;電容式加速度計;接口電路;低噪聲放大器;開環檢測

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