基于Sigma-Delta調(diào)制技術(shù)的石英撓性加速度計高精度數(shù)字伺服回路的研究.pdf

1、微弱重力信號測量中，加速度計的數(shù)字輸出接口電路應(yīng)具有高分辨率。本論文設(shè)計了一種全數(shù)字型的基于Sigma-Delta調(diào)制技術(shù)的石英撓性擺式加速度計高精度數(shù)字伺服回路，在前端信號檢測回路，引入Sigma-Delta調(diào)制技術(shù)，提高了差分電容傳感器檢測精度，并對輸出信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；在力矩反饋環(huán)節(jié)，數(shù)字控制回路的模擬輸入加速度與數(shù)字輸出間有嚴(yán)格的線性關(guān)系，選擇合適的脈沖加矩方式，引入智能控制、自適應(yīng)控制等控制策略，提高加速度計控制回路的精度。論

2、文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　　第一，對Sigma-Delta調(diào)制器(SDM)的各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，選用能達(dá)到系統(tǒng)檢測分辨率要求的合適的結(jié)構(gòu)。文中設(shè)計了一種降低積分器擺幅(RISR)的二階1位調(diào)制器結(jié)構(gòu)，可以大大降低積分器的輸入、輸出擺幅，滿足低電壓的要求，通過Matlab/Simulink仿真驗證了這種調(diào)制器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。
　　第二，研究了開關(guān)電容電路的熱噪聲，運算放大器的參數(shù)(噪聲、增益、帶寬、壓擺率和輸出擺幅

3、)等電路的非理想因素對SDM精度的影響，建立Simulink二階1位Sigma-Delta調(diào)制器的非理想模型。對非理想模型進(jìn)行行為級仿真，結(jié)果表明，所設(shè)計的SDM的分辨率可達(dá)21位以上。
　　第三，對數(shù)字控制回路加矩方式進(jìn)行研究比較，選擇適合的加矩方式，并完成力矩電流發(fā)生器相應(yīng)的電路設(shè)計。
　　第四，建立石英撓性擺式加速度計高精度數(shù)字接口電路模型，提出對差分電容式傳感器進(jìn)行開關(guān)電容式電容檢測放大、前端信號Sigma-Delt