基于頻率調(diào)制的微機(jī)械陀螺閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路研究.pdf

1、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)成為近幾十年內(nèi)廣泛研究和發(fā)展的主題。好的微機(jī)械陀螺接口電路能夠使陀螺正常工作，精確的反應(yīng)輸入信號(hào)，最大限度的消除噪聲，修正陀螺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不足。如果接口電路設(shè)計(jì)不當(dāng)，陀螺就無法正常工作，即使是好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也不能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)檢測。
　　目前，在微機(jī)械陀螺接口電路中存電學(xué)耦合，它導(dǎo)致陀螺的輸出結(jié)果與輸入信號(hào)的非線性度已接近30％，嚴(yán)重影響微陀螺的性能。在傳統(tǒng)的接口電路中，由于驅(qū)動(dòng)信號(hào)與檢測信號(hào)頻率相同，因而這種

2、電學(xué)耦合很難消除，必須研究新的驅(qū)動(dòng)原理。通過對陀螺結(jié)構(gòu)的頻譜分析得知，陀螺的頻率特性是窄帶帶通。本文基于此，設(shè)計(jì)了新的驅(qū)動(dòng)方法，即將驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻率調(diào)制，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)與檢測信號(hào)的頻率相分離，通過濾波器將耦合信號(hào)消除。
　　本文首先搭建了系統(tǒng)模型，對系統(tǒng)進(jìn)行仿真，根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。再對優(yōu)化后的系統(tǒng)進(jìn)行晶體管級(jí)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出驅(qū)動(dòng)電路的電荷放大器、90°移相器、乘法器、二階濾波器、直流比較器和加法器。Hspice仿真結(jié)果表明，實(shí)現(xiàn)了自激