一種MEMS電容式加速度傳感器接口集成電路的設(shè)計(jì).pdf

1、受工藝技術(shù)的限制，國(guó)內(nèi)MEMS加速度計(jì)，尤其是有工業(yè)和軍事應(yīng)用需求的高精度大動(dòng)態(tài)范圍的加速度計(jì)，目前主要還處于傳感器和信號(hào)處理接口電路分開(kāi)加工的階段。傳感器一般基于體硅工藝加工，接口電路則采用更通用的表面硅工藝加工，通過(guò)二次集成技術(shù)（PCB或者厚薄膜混合集成技術(shù)）組裝在一起構(gòu)成完整的加速度計(jì)。
　　由于MEMS傳感器尺寸小，輸出信號(hào)微弱，接口電路必須具有很高的信號(hào)檢測(cè)靈敏度和較高的集成度（以配合傳感器減小尺寸）。提高信號(hào)檢測(cè)靈敏度

2、一般需采用鎖相放大技術(shù)，即把信號(hào)調(diào)制在某高頻信號(hào)上進(jìn)行傳輸處理，以避開(kāi)難以處理的直流漂移和低頻噪聲干擾問(wèn)題，最終信號(hào)通過(guò)同步解調(diào)還原得到。
　　MEMS差分電容式加速度計(jì)一般采用兩種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一種為開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)，具有很好的魯棒性但是線性動(dòng)態(tài)范圍較差；一種為閉環(huán)力反饋結(jié)構(gòu)，具有更好的線性動(dòng)態(tài)范圍，但是電路結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜并需要小心穩(wěn)定性問(wèn)題。
　　本文針對(duì)一種基于體硅工藝加工的差分電容式加速度傳感器設(shè)計(jì)了一款單片集成的接口電路，一

3、片該電路配合一只加速度傳感器可以組成一個(gè)完整的一維的閉環(huán)力反饋結(jié)構(gòu)差分電容式加速度計(jì)，無(wú)需其他有源器件。
　　本文主要內(nèi)容為：
　　1.研究分析了電容式加速度檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理、差分電容式加速度傳感器的物理模型、傳感器相關(guān)特性的的數(shù)學(xué)描述、閉環(huán)力反饋結(jié)構(gòu)差分電容式加速度計(jì)系統(tǒng)原理、組成電路模塊。
　　2.重點(diǎn)介紹了基于雙極工藝的閉環(huán)力反饋結(jié)構(gòu)差分電容式加速度計(jì)的接口電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路、電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及工作原理。