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文檔簡介
1、MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,微機電系統(tǒng))加速度傳感器是深部油氣、金屬礦勘探的主體設備和地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心器件,但是供應市場基本被國外壟斷,其中MEMS地震檢波器讀出電路設計為一項關鍵技術。MEMS加速度傳感器的精度高,體積小易集成的特性在地質(zhì)勘探中受到特殊的應用。
MEMS加速度傳感器又稱微加速度計,有壓阻式以及電容式等多種不同的結(jié)構(gòu),其中電容式加速度應用廣泛,國內(nèi)的大部分伺服
2、電路都是圍繞電容式加速度計來做的。伺服系統(tǒng)主要分為兩個部分,模擬部分和數(shù)字部分。對于模擬部分,伺服系統(tǒng)根據(jù)有無反饋可分為開環(huán)和閉環(huán)兩個控制方式。開環(huán)的控制方式相對簡單,當加速度信號較微弱時可以采用,但是線性度較差。閉環(huán)的控制方式是加了負反饋的,線性度優(yōu)勢明顯。更重要的是閉環(huán)控制可以使質(zhì)量塊始終處于平衡位置。伺服系統(tǒng)大致分為三種模式,調(diào)制器組成的環(huán)路濾波結(jié)構(gòu),電路把電容信號轉(zhuǎn)化為電壓信號,再經(jīng)過放大和調(diào)制處理。再者就是基于運算跨導放大器連
3、續(xù)時間電流伺服電路,最后一種就是開關電容電荷伺服電路。本文的MEMS系統(tǒng)采用閉環(huán)Sigma-delta結(jié)構(gòu),利用調(diào)制解調(diào)的方法,進行MEMS讀出電路的建模。
對于數(shù)字抽取濾波部分,通過MATLAB設計各級抽取濾波器參數(shù)并分別進行仿真驗證。此系統(tǒng)分為三部分級聯(lián)結(jié)構(gòu):第一部分為 CIC抽取濾波器,此部分完成高抽取和抗混疊。第二部分是補償濾波器,此部分補償上一級濾波器通帶部分的衰減,并進一步抽取。第三部分為等波紋FI R濾波器,此部
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