基于微電容測量IC的加速度計電路設計與實現(xiàn).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、為了完成電容式微加速度計測量電路的設計,本文對電容式梳齒微加速度計進行了系統(tǒng)級的集總電路建模和仿真。雖然商業(yè)化MEMS CAD軟件CoventorWare和Intellisuite都有系統(tǒng)級仿真模塊,使用非常便利,但仿真時電路部分只能使用一些簡單化的理想模型代替(簡單的運放、乘法器等),對電路設計者來說遠遠不夠。針對該問題,本文在Pspice上,采用ABM器件描述非線性的機電耦合行為,對靜電換能器進行了非線性大信號集總電路建模。在此基礎

2、上,本文完成了一個電容式梳齒微加速度計的系統(tǒng)級時域仿真。 微機械加速度計尺寸微小,在加速度作用下質量塊移動而產(chǎn)生的電容變化量接近fF(10<'-15>F)量級或更小,因此微小信號測量電路的設計非常關鍵。由于在本項目中,要求微電容檢測電路不但要有寬的測量范圍,還要具有小于fF的測量精度。由于使用分立元件搭建電路難以達到這樣的要求,因此本文選擇了24bit數(shù)字輸出的電容讀取芯片AD7745。 首先,本文搭建了基于AD7745

3、的微電容測量評估板。用一個微陶瓷可調(diào)電容(3到6pf左右)代替加速度計表頭,該評估板實現(xiàn)了微可變電容的測量。 然后在此基礎上,本文對電路板進行了優(yōu)化,以降低噪聲,提高分辨率。采取的具體措施包括:為D/A的參考電壓輸入添加了參考電壓ADR392芯片;增加了電池供電方式,分開了模擬電源/地和數(shù)字電源/地,提供了0Ω可選電阻焊盤,以實現(xiàn)供電方式和接地方式的選擇;為模擬電源部分和AD7745的串行通訊接口提供了可選濾波網(wǎng);注意了信號走線

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