基于ASC8511的电源管理系统

摘要：锂电池已成为便携式设备的首选电源,电源管理系统的性能影响到便携式设备是否能够可靠地工作。本文对锂电池充电管理芯片ASC8511的性能进行了详细的测试,设计了基于ASC8511的电源管理系统,该系统可选择电源适配器、USB接口、太阳能电池板供电,智能选择恒流充电电流,可配置系统输出电压为多种便携式设备供电。     

一种新型的带栅形条电容和可变间距电容的惯性信号检测结构

The comb capacitances fabricated by deep reactive ion etching （RIE） process have high aspect ratio which is usually smaller than 30 ： 1 for the complicated process factors, and the combs are usually not parallel due to the well-known micro-loading effect and other process factors, which restricts the increase of the seismic mass by increasing the thickness of comb to reduce the thermal mechanical noise and the decrease of the gap of the comb capacitances for increasing the sensitive capacitance to reduce the electrical noise. Aiming at the disadvantage of the deep RIE, a novel capacitive micro-accelerometer with grid strip capacitances and sensing gap alterable capacitances is developed. One part of sensing of inertial signal of the micro-accelerometer is by the grid strip capacitances whose overlapping area is variable and which do not have the non-parallel plate＇s effect caused by the deep RIE process. Another part is by the sensing gap alterable capacitances whose gap between combs can be reduced by the actuators. The designed initial gap of the alterable comb capacitances is relatively large to depress the effect of the maximum aspect ratio （30 ： 1） of deep RIE process. The initial gap of the capacitance of the actuator is smaller than the one of the comb capacitances. The difference between the two gaps is the initial gap of the sensitive capacitor. The designed structure depresses greatly the requirement of deep RIE process. The effects of non-parallel combs on the accelerometer are also analyzed. The characteristics of the micro-accelerometer are discussed by field emission microscopy （FEM） tool ANSYS. The tested devices based on slide-film damping effect are fabricated, and the tested quality factor is 514, which shows that grid strip capacitance design can partly improve the resolution and also prove the feasibility of the designed silicon-glass anodically bonding process.     

新型双向电容式MEMS加速度计特性分析

文章研究了一新型的栅形条电容MEMS加速度计,通过新型结构设计降低了传感器的机械噪声和电子噪声。用软件ANSOFT-Maxwell对栅形条电容的宽度、厚度及叠加宽度对检测电容的影响进行了分析。用深度离子刻蚀工艺和硅-玻璃键合工艺制作了传感器,初步测试结果表明其在X和Y方向的灵敏度分别为0.53pF/g 、0.49pF/g。制作的栅形条谐振子在大气下的品质因子达到514,说明栅形条结构可大大降低机械噪声。     

倾斜梳齿的MEMS电容式传感器惯性脉冲响应特性研究

 DRIE(Deep Reactive Ion Etching)工艺加工的高深宽比梳齿电容不能保证绝对平行.本文在考虑低真空空气阻尼力的同时,研究了梳齿电容倾斜的MEMS传感器对脉冲惯性信号的响应,并分析了DRIE工艺因素对器件性能的影响.研究结果表明,当传感器为没有静电力反馈的双边电容结构时,梳齿电容的不平行对传感器的响应位移、惯性脉冲响应线性度范围影响明显,且随着封装真空度增加而加重.若传感器有静电力反馈,惯性脉冲响应的灵敏度降低,但DRIE工艺因素的影响程度降低.为了抑制DRIE工艺导致的梳齿电容不平行因素的影响,文中还设计了一个新型的变电容面积的MEMS惯性传感器,并用ANSYS初步分析了其性能,设计了其详细的制作工艺流程.     

AlGaN/GaN HEMT热形貌分布特性仿真

该文从泊松方程、连续性方程和晶格热方程出发,采用商用TCAD软件建立A1GaN/GaNHEMT器件二维模型.针对自加热效应,在不同的直流偏置电压下,对AlGaN/GaN HEMT器件进行了二维数值分析,获得相应的热形貌分布.     

低真空封装的新型变电容面积MEMS惯性传感器阶跃响应特性分析

一种新型变电容面积MEMS惯性传感器与传统的梳齿电容传感器相比,具有对梳齿电容不平行敏感度低,可加测试电压高等优点。通过对该传感器在低真空封装条件下的惯性阶跃响应特性分析,着重研究了不同梳齿电容倾斜角度对该传感器的阶跃惯性信号响应的影响,以及不同倾斜角度梳齿的位移响应和测试电压、空气真空度的关系,并把该结果和梳齿结构的情况进行比较。结果表明,工艺因素对变电容面积MEMS惯性传感器在低真空封装下的阶跃惯性响应影响很小;另外,该结构上可加的测试电压可以是梳齿电容结构上可加测试电压的近10倍,这有利于减小接口电路的噪声。以上分析论证了该新型传感器有利于降低器件的工艺要求和提高传感器的分辨率。     

基于MEMS传感器的高精度地震波采集系统

针对地震波微弱信号的采集问题,将MEMS传感技术应用于地震波采集中,设计了采集系统.提出了基于MEMS加速度传感器和24位高精度ADC芯片的地震波数据采集系统设计方案;采用精密仪表放大器对传感器信号进行了差分处理,由于系统为混合信号系统,在PCB设计时采用了数字模拟隔离方案以抑制相互之间的干扰,使用磁耦隔离芯片隔离ADC芯片与微控制芯片的通信接口,该采集系统接收LabVIEW上位机软件的命令,实时显示地震波波形,将地震波数据存储于SD卡内;分析了系统的硬件电路设计和软件流程;利用函数信号发生器对系统采集精度和频率响应进行了测定,并在模拟真实应用的环境下对系统进行了采集试验.实验结果表明：系统可达10 μV量级的采集精度,加速度信号重建质量较好,能够满足地震波数据采集的要求.     

基于FPGA的模糊PID控制纱线张力的应用研究

为解决纺织业中纱线张力难以实时控制的问题,基于模糊PID控制器的自身优势,将参数自整定模糊PID控制技术应用于纱线张力控制中.通过Matlab构建了参数自整定模糊PID与传统PID相对比的仿真模型,运用QuartusII开发环境,利用原理图设计与VHDL设计相结合的方式,在现场可编程门阵列(FPGA)中完成了参数自整定模糊PID控制器,并对输入数据进行了测试.实验结果表明,参数自整定模糊PID控制器可更快的达到稳定状态,超调量小,顶层电路系统设计稳定可靠,可用于纱线张力控制.     

基于MEMS传感器的无线传感网络节点的硬件设计

为了解决对建筑物的结构健康安全监测进行在线监测的问题,采用微机电系统(MEMS)技术和无线传感器网络技术相结合的方法,提出了一种基于磁驱动增大检测电流的新型电容式加速度传感器结构,介绍了其工作原理,并设计了该传感器的电容检测电路,在ANSYS仿真软件上对传感器性能进行了评价,在Multisim上对检测电路进行了模拟仿真;仿真结果表明,该传感器可以检测三维加速度信号,静态灵敏度可达0.558μm/g,动态测量范围为10 g,电路实际输出与仿真结果相符,符合要求;在节点整体方案设计中以低功耗的MSP430F1611作为控制MCU,以CC2430芯片实现无线收发,配合周围接口电路实现了位移信号的监测功能;采用片内温度传感器对节点进行了测试。测试结果表明,该节点能够完成监测,满足设计要求。     

圆盘式压电双晶片发电性能和耦合电路的仿真分析与研究

以有限元分析法为理论基础并搭配ANSYS软件,建立圆盘式压电双晶片振子的模型,研究压电振子半径、压电层厚度和支撑层厚度对其发电能力的影响。并在此基础上探讨压电-电路的导纳阻抗及输出功率特性。着重研究压电双晶片在串联和并联两种连接方式之间的差异。研究结果表明,在保证可靠度和固有频率的前提下,应尽量增加压电振子半径,减小振子的基板厚度,以获得最大的输出电压。串联方式的输出电压大,内部阻抗高,适用于后续负载阻抗较高的能量采集系统;并联方式的内部阻抗较串联式低,适用于后续负载阻抗适中的能量采集系统。而当在两种电路连接方式下的外部电阻达到最佳电阻值时,两者最佳输出功率相同。