微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）器件的構(gòu)成涉及微電子、微機(jī)械、微動(dòng)力、微熱力、微流體學(xué)、材料、物理、化學(xué)、生物等多個(gè)領(lǐng)域，形成了多能量域并交叉耦合。為其產(chǎn)品的建模、仿真以及優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來(lái)了較大的難度。由于靜電驅(qū)動(dòng)的原理簡(jiǎn)單使其成為MEMS器件中機(jī)械動(dòng)作的主要來(lái)源。而梳齒結(jié)構(gòu)在MEMS器件中有廣泛的應(yīng)用：微諧振器、微機(jī)械加速度計(jì)、微機(jī)械陀螺儀、微鏡、微鑷、微泵等。所以做為MEMS的重要驅(qū)動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)形式，靜電驅(qū)動(dòng)梳齒結(jié)構(gòu)MEMS器件的耦合場(chǎng)仿真分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)MEMS的開(kāi)發(fā)具有很重要的意義。本課題的研究對(duì)靜電驅(qū)動(dòng)梳齒結(jié)構(gòu)MEMS器件的設(shè)計(jì)具有較大的理論研究意義。 本文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面： 1、采用降階宏建模技術(shù)快速求解靜電梳齒驅(qū)動(dòng)器靜電－結(jié)構(gòu)耦合問(wèn)題，降階建模被用于表示微諧振器的靜態(tài)動(dòng)態(tài)特性。論文采用降階建模方法詳細(xì)分析了靜電梳齒驅(qū)動(dòng)器的各參數(shù)對(duì)所產(chǎn)生靜電力以及驅(qū)動(dòng)位移的關(guān)系；并對(duì)靜電梳齒驅(qū)動(dòng)器梳齒電容結(jié)構(gòu)的靜電場(chǎng)進(jìn)行分析和模擬，深入討論了邊緣效應(yīng)的影響；還對(duì)微諧振器動(dòng)態(tài)特性的各個(gè)模態(tài)進(jìn)行仿真分析，并計(jì)算分析了前六階模態(tài)的頻率和諧振幅值。仿真結(jié)果表明降階建模方法能夠快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)多耦合域的求解。 2、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個(gè)子系統(tǒng)對(duì)叉指式微機(jī)械陀螺儀特性的影響，系統(tǒng)詳細(xì)地分析了與叉指狀微機(jī)械陀螺儀性能指標(biāo)－靈敏度密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)特性、電子電路、加工工藝和空氣阻尼，并在此分析的基礎(chǔ)上建立了陀螺的統(tǒng)一多學(xué)科優(yōu)化模型并對(duì)其進(jìn)行多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)。將遺傳算法和差分進(jìn)化算法的全局尋優(yōu)與陀螺儀系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化相結(jié)合，證實(shí)了遺傳算法和差分進(jìn)化算法在MEMS系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化中的可行性，并比較遺傳算法和差分進(jìn)化算法的優(yōu)化結(jié)果，差分進(jìn)化算法的優(yōu)化結(jié)果較大地改善了器件的性能。 3、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個(gè)子系統(tǒng)對(duì)梳齒式微加速度計(jì)特性的影響，在對(duì)梳齒式微加速度計(jì)各個(gè)學(xué)科的設(shè)計(jì)要素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)分別建立相對(duì)獨(dú)立的優(yōu)化模型，采用差分進(jìn)化算法和多目標(biāo)遺傳算法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。證實(shí)了差分進(jìn)化算法和多目標(biāo)遺傳算法對(duì)多個(gè)子系統(tǒng)耦合的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化的可行性，并比較了將多目標(biāo)轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化和采用多目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化的區(qū)別和結(jié)果，優(yōu)化結(jié)果使器件的性能得到了改善。
上傳時(shí)間： 2013-05-15
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高精度慣性加速度計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)位移檢測(cè)，在當(dāng)今民用和軍用系統(tǒng)如汽車電子、工業(yè)控制、消費(fèi)電子、衛(wèi)星火箭和導(dǎo)彈等中間具有廣泛的需求。在高精度慣性加速度計(jì)中，特別需要穩(wěn)定的低噪聲高靈敏度接口電路。事實(shí)上，隨著傳感器性能的不斷提高，接口電路將成為限制整個(gè)系統(tǒng)的主要因素。 本論文在分析差動(dòng)電容式傳感器工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了針對(duì)電容式加速度計(jì)的全差分開(kāi)環(huán)低噪聲接口電路。前端電路檢測(cè)傳感器電容的變化，通過(guò)積分放大，產(chǎn)生正比于電容波動(dòng)的電壓信號(hào)。 本論文采用開(kāi)關(guān)電容電路結(jié)構(gòu)，使得對(duì)寄生不敏感，信號(hào)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(shè)計(jì)電容式位移傳感接口電路時(shí)，重點(diǎn)研究了噪聲問(wèn)題和系統(tǒng)建模問(wèn)題。仔細(xì)分析了開(kāi)環(huán)傳感器中的不同噪聲源，并對(duì)其中的一些進(jìn)行了仿真驗(yàn)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(diào)、1/f噪聲、電荷注入、時(shí)鐘饋通和KT/C噪聲，本論文采用了相關(guān)雙采樣技術(shù)（CDS）。為了限制接口電路噪聲特別是熱噪聲，著重設(shè)計(jì)考慮了前置低噪聲放大器的設(shè)計(jì)及優(yōu)化。由于時(shí)鐘一直導(dǎo)通，特別設(shè)計(jì)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(zhǔn)電壓噪聲，采用兩級(jí)核心基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了高精度基準(zhǔn)，電源抑制比高達(dá)90dB。 TSMC 0．18μm工藝中的3．3V電壓和模型，本論文進(jìn)行了spectre仿真。 關(guān)鍵詞：MEMS；電容式加速度計(jì)；接口電路；低噪聲放大器；開(kāi)環(huán)檢測(cè)
上傳時(shí)間： 2013-05-23
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· 摘要： 通過(guò)分析小波分析法中的閾值去噪算法的原理,根據(jù)MEMS陀螺儀信號(hào)漂移的數(shù)學(xué)模型,采用了基于小波閾值去噪法對(duì)MEMS陀螺儀的輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)消噪處理.并將該算法應(yīng)用到基于DSP的某MEMS陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)后對(duì)系統(tǒng)的MEMS陀螺儀進(jìn)行零漂試驗(yàn).通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果分析,使用小波閾值去噪法對(duì)抑制MEMS陀螺儀零漂,改善MEMS陀螺儀的零偏穩(wěn)定性具有很好的效果,肯定了小波閾值去
標(biāo)簽： MEMS 小波閾值 去噪 信號(hào)降噪
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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STM32F4-Discovery MEMS keil&iar例程
標(biāo)簽： Discovery MEMS keil STM
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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對(duì)基于BCB的圓片級(jí)封裝工藝進(jìn)行了研究，該工藝代表了MEMS加速度計(jì)傳感器封裝的發(fā)展趨勢(shì)，是MEMS加速度計(jì)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。選用3000系列BCB材料進(jìn)行MEMS傳感器的粘結(jié)鍵合工藝試驗(yàn)，解決了圓片級(jí)封裝問(wèn)題，在低溫250 ℃和適當(dāng)壓力輔助下≤2.5 bar（1 bar=100 kPa）實(shí)現(xiàn)了加速度計(jì)的圓片級(jí)封裝，并對(duì)相關(guān)的旋涂、鍵合、氣氛、壓力等諸多工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
標(biāo)簽： MEMS BCB 鍵合 加速度計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-11-17
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ADIS16334是一款薄型、完全校準(zhǔn)的MEMS慣性測(cè)量單元(IMU)。圖1為該封裝的頂視圖，其中包括四個(gè)安裝孔，配備嵌入式安裝架，有助于控制附加硬件的整體高度。安裝孔為M2 × 0.4 mm或2至56個(gè)機(jī)械螺絲提供了足夠的間隙。
標(biāo)簽： 16334 ADIS 機(jī)械 設(shè)計(jì)指南
上傳時(shí)間： 2013-11-11
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ADIS16480是一款MEMS慣性測(cè)量單元(IMU)，內(nèi)置一個(gè)三軸加速度計(jì)、一個(gè)三軸陀螺儀、一個(gè)三軸磁力計(jì)和一個(gè)氣壓計(jì)。除了提供完全校準(zhǔn)、幀同步的慣性MEMS傳感器，ADIS16480還集成了一個(gè)擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)，可計(jì)算動(dòng)態(tài)方位角。
標(biāo)簽： 16480 ADIS 調(diào)諧 擴(kuò)展
上傳時(shí)間： 2013-10-22
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本電路用于實(shí)現(xiàn)模擬MEMS麥克風(fēng)與麥克風(fēng)前置放大器的接口，如圖1所示。ADMP504由一個(gè)MEMS麥克風(fēng)元件和一個(gè)輸出放大器組成。ADI公司的MEMS麥克風(fēng)具有高信噪比(SNR)和平坦的寬帶頻率響應(yīng)，堪稱高性能、低功耗應(yīng)用的絕佳選擇。
上傳時(shí)間： 2014-01-16
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對(duì)于采用MEMS加速度計(jì)和陀螺儀的工業(yè)系統(tǒng)而言，優(yōu)化帶寬可能是關(guān)鍵考慮因素。這代表著精度(噪聲)與響應(yīng)時(shí)間之間的一種經(jīng)典權(quán)衡。雖然多數(shù)MEMS傳感器制造商都會(huì)給出典型帶寬指標(biāo)，往往還需要驗(yàn)證傳感器或整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際帶寬。在確定加速度計(jì)和陀螺儀的帶寬特性時(shí)，一般需要使用振動(dòng)臺(tái)或其他機(jī)械激勵(lì)源。要精確確定特性，需要全面了解應(yīng)用于受測(cè)器件(DUT)的運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中需要管理多種潛在誤差源。在機(jī)械帶寬測(cè)定中，一個(gè)常見(jiàn)的誤差源是諧振。導(dǎo)致機(jī)械諧振的原因有多種，包括激勵(lì)源維護(hù)不當(dāng)、DUT與激勵(lì)源耦合不良以及基準(zhǔn)傳感器放置等。這些誤差的隔離十分耗時(shí)，可能給至關(guān)重要的項(xiàng)目進(jìn)度帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。
上傳時(shí)間： 2013-11-01
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iSensor IMU安裝技巧
上傳時(shí)間： 2014-01-10
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