閉環(huán)微加速度計ΣΔ調(diào)制ASIC電路的設(shè)計.pdf

1、采用ΣΔ調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)加速度計的閉環(huán)反饋，不僅結(jié)構(gòu)簡單，帶寬高，易于采用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)，同時也得到了直接的數(shù)字輸出，所以ΣΔ調(diào)制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳感器最好的方式。本論文在全面分析各種ΣΔ調(diào)制加速度計系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立了二階及四階閉環(huán)ΣΔ調(diào)制加速度計系統(tǒng)的系統(tǒng)模型，設(shè)計出了相應(yīng)的接口電路實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)。
　　閉環(huán)ΣΔ系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的混合信號反饋系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)部分構(gòu)成一個二階低通濾波器，因此可以很方便的實(shí)現(xiàn)一個二階的閉環(huán)ΣΔ系統(tǒng)。在這個系

2、統(tǒng)中，接口電路需實(shí)現(xiàn)電容到電壓的轉(zhuǎn)換，信號放大及相位補(bǔ)償。信號經(jīng)一位或多位量化器實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，并且把這些量化后的信號反饋回系統(tǒng)的輸入端，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的力平衡反饋。在這個過程中，前端低通濾波器的輸出需經(jīng)過采樣后再量化，而且同時實(shí)現(xiàn)了噪聲整形，從而使噪聲轉(zhuǎn)移到了較高的頻率范圍內(nèi)。在MATLAB下建立系統(tǒng)模型并驗(yàn)證其性能，這個二階系統(tǒng)在頻率為500Hz的輸入信號下信噪比可達(dá)到84dB。通過單端和全差分兩種接口電路形式來實(shí)現(xiàn)這個二階系統(tǒng)，在HSpic