谐振式压力传感器驱动仿真研究

谐振式传感器由于其重量轻、精度高、响应快在压力测量领域获得了飞速发展,传感器的构成包括机械谐振子在内的机电一体的谐振系统,而驱动系统对保持机械谐振器振荡的稳定性和可靠性起着重要作用.本文针对一种典型结构的谐振式压力传感器,分析比较了不同的闭环驱动结构,最后构建了其行为级闭环自激仿真模型,在MATLAB中对自激回路的起振情况进行了仿真;验证了AGC对压力传感器幅度与频率的双重跟踪性.     

静电驱动MEMS谐振式压力传感器闭环拓扑研究

谐振式压力传感器闭环拓扑结构对保持机械谐振器振荡的稳定性和可靠性起着重要作用.针对一种典型结构的静电驱动电容检测MEMS谐振式压力传感器,在分析工作原理的基础上,构建了其混合信号模型.基于该模型搭建了自激振荡、自动增益控制、锁相环和带AGC的自激振荡四种闭环拓扑结构.在混合信号仿真平台下,对四种拓扑结构在起振状况、自动...     

谐振式MEMS磁传感器接口电路设计

介绍了一种谐振式微系统（MEMS）磁传感器的接口电路,电路由驱动电路和信号检测处理电路组成。驱动电路采用直接数字频率合成器（DDS）产生磁传感器驱动信号,同时为检测电路提供同步信号;信号检测处理电路对磁传感器输出信号和 DDS 产生的同步信号进行同步解调,最终得到所需的磁场信号。最后对电路的性能和测试结果进行分析和总结。     

射频谐振式电感传感器转换电路设计

电感传感器在测量与仪器仪表中的应用非常广泛,而转换电路是此类传感器的重要组成部分,直接影响传感器的性能。该文提出了一种在射频下以谐振方式工作的电感传感器转换电路设计。原理分析表明,在电感类仪表中,采取提高激励频率和使电路工作在谐振状态的设计,可以明显提高测量仪表的灵敏度和分辨力。通过搭建相应的实验系统,验证了该设计的有效性。在微位移测量实验中,得到了在同等条件下,灵敏度比传统设计提高Q倍的实验结果。     

基于MAX+PLUSII环境下接口电路设计与仿真

介绍了MAX＋PLUSII工作平台下使用VHDL硬件描述语言设计控制系统接口方法，对并口电路的资源进行了规划，具体给出了接口电路的设计编程与结果仿真。     

基于锁相环接口电路的高性能扭转谐振模态微悬臂梁传感器研究

扭转谐振模态微悬臂梁低能耗、高品质因数的特性,使它比传统的弯曲模态悬臂梁拥有更高的灵敏度和分辨率.将微传感器加工技术和生物检测技术相结合,利用扭转谐振模态微悬臂梁传感器对生物素和亲和素的特异性反应进行检测,结果传感器的灵敏度为0.9 pg/Hz,分辨可达到49 fg.本文还着重介绍了为谐振梁传感器设计的以锁相环(Phase-Locked Loop简称PLL)为核心的闭环接口电路,分析了悬臂梁和电路在闭环系统中的工作特性,并探讨了解决谐振式传感器在使用中常见的稳定性差、噪声干扰强等问题的方法.     

高速图像传感器CCD60驱动电路设计

提供了一种高速EMCCD图像传感器CCD60时序驱动电路的设计方法.采用CPLD进行时序逻辑设计,利用DS0026集成器件对标准时钟进行电平转换,分立电路对快速高压(电子增益)时钟进行电平转换.从而建立EMCCD工作环境.所建立的驱动电路能够输出电压范围为0-50 V,最高频率20 MHz的时钟信号,实现了电子增益的效果.本设计方法建立的驱动电路已经成功应用于1000 frame/s CCD60高帧频摄像机设计中.     

基于IGBT的逆变器驱动电路设计

讨论了IGBT的T的工作特性及其对驱动电路的要求,根据IGBT特性及变频器逆变电路要求设计了一种以HCPL 314J为核心芯片具有保护功能的IGBT驱动电路.实验证明该电路结构简单,使用可靠,易于操作,配合ARM等控制芯片能达到很好的驱动效果.     

基于KA962的IGBT驱动电路设计

针对工业中IGBT驱动电路复杂、设计困难等情况,通过对KA962芯片的研究,使用其作为主要的驱动模块,设计了种方便、实用的IGBT驱动电路,并且说明了各部分电路的设计要求及作用.最终通过实验表明,这种驱动电路能够驱动相应的IGBT模块,并产生符合工作要求的波形,从而验证了本设计的可行性.     

谐振式传感器间歇工作方法的仿真研究

提出了一种新的谐振式传感器的工作方法,采用线性调频信号激励谐振器,当激励信号断开后,谐振器将以其谐振频率做自由振动,通过测量谐振器自由振动状态下的振动频率,即可测得谐振器的固有频率.文中通过仿真分析,对比了正弦信号激励和线性调频信号激励时,谐振器的储能情况和谐振器响应信号的幅度.仿真结果表明采用线性调频信号激励可以较好地实现谐振式传感器的间歇工作方法.     

基于MAX+PLUSⅡ环境下接口电路设计与仿真

介绍了MAX+PLUSII工作平台下使用VHDL硬件描述语言设计控制系统接口方法,对并口电路的资源进行了规划,具体给出了接口电路的设计编程与结果仿真。     

电磁激励谐振式MEMS压力传感器闭环控制研究

在谐振器动力学分析的基础上,系统地比较了谐振式压力传感器检测速度谐振频率和检测位移谐振频率的优缺点.设计出一种零相移的电磁激励谐振式MEMS压力传感器闭环控制系统,该系统利用检测速度谐振频率提高传感器的信号检测稳定性,并且控制电路无需移相环节即可保证传感器在工作频率范围内实现稳定可靠的闭环自激.实验结果表明,采用该闭环控制系统的传感器具有较高的稳定性,传感器长时漂移低于0.025%F.S.,在10 hPa～1 050 hPa范围内非线性度为0.06%.     

用于MEMS红外传感器的集成低噪声CMOS接口电路设计

实现了一种应用于采集MEMS红外传感器微弱信号的低噪声CMOS接口电路.该电路应用了斩波技术(CHS),对斩波技术中抑制低频噪声的效率分析表明其可以有效降低低频噪声.利用苏州和舰科技(HJTC)的商用0.18 μm CMOS工艺流程制作的试样芯片.测试结果证实了此电路的工作原理.整个斩波放大系统的增益为84.9 dB,带宽160 Hz,等效输入噪声87 nV/rtHz.     

谐振式SAW压力传感器敏感元件研究与设计

量程和温度特性是传感器的两个主要指标,SAW压力传感器的量程由基片材料的结构尺寸决定,温度效应一般采用双端对谐振器来消除,目前关于两个谐振器的位置确定还没有一个确定的方法.通过力学分析得出了圆形石英膜片的半径、厚度、和最大载荷的关系;对石英圆形膜片的应力应变关系进行了有限元数值计算,得出了正负应力在圆形石英膜片的分界点,为设计SAW谐振式压力传感器的物理结构和合理的安排谐振器的位置提供了依据.     

基于CPLD的AGC系统位置检测接口电路设计

压下油缸位置闭环高精度控制是实现冷轧带材板厚板形高精度控制的基础,缸位移信号的检测精度直接影响油缸位置闭环精度。以CPLD为主控制芯片,利用VHDL硬件描述语言,设计了板厚控制(AGC)系统油缸位置检测接口电路,实现了Sony磁尺等增量编码器形式的信号采集与处理。该位置检测接口电路采集和处理信号速度快,抗干扰能力强,若封装成独立模块,可应用于其他工业领域。仿真和试验验证了所设计的AGC系统位置检测接口电路的可行性。     

基于单片机控制多路PZT的驱动电路设计

设计了一种基于C8051F005单片机控制多路PZT(压电陶瓷)的驱动电路,采用串行数据传输的方法,利用新型数模转换器AD5308具有8通道DAC输出的特性,极大的简化了电路设计,给出了硬件系统设计和软件流程图以及主要的软件模块设计.本电路主要用于自适应光学合成孔径成像相位实时校正系统中.结果表明,该电路可以成功为12路PZT提供所需的驱动电压.     

基于次波长谐振原理的新型压力传感器

利用一维的次波长左/右手谐振器结构,提出了一种新型的压力传感器.谐振器由两层结构组成,一层是具有负折射率的媒质,另一层是具有正折射率的媒质,正折射率媒质部分与压力薄片相连.研究结果表明,当压力变化时,谐振器的波长随压力的对数值呈线性变化,具有较高的灵敏度,由于这类谐振器可以做得很薄,在实际应用中具有很大的优势.     

基于SOI的硅微谐振式压力传感器芯片制作

采用SOI硅片,基于MEMS技术,设计并加工了一种新型三明治结构的硅微谐振式压力传感器,根据传感器敏感单元的结构设计,制定了相应的制备工艺步骤,并且针对湿法深刻蚀过程中谐振子的刻蚀保护等问题,提出了一种基于氮化硅、氧化硅和氮化硅三层薄膜的保护工艺,实验表明,在采用三层薄膜保护工艺下进行湿法刻蚀10 h后,谐振子被完全释放,三层薄膜保护工艺对要求采用湿法刻蚀镂空释放可动结构具有较高的实用价值。最后对加工完成的谐振式压力传感器进行了初步的性能测试,结果表明,在标准大气压力下谐振子的固有频率为9.932 kHz,品质因数为34。     

基于纳米材料气体传感器的接口电路设计

为了在测试的过程中测量纳米材料气体传感器变化的电阻信号,针对高灵敏度的纳米材料气体传感器,设计了一种宽动态范围的快速采样接口电路,基于积分电路的原理,将流经传感器的电流转换成一定脉宽的方波信号,单片机捕获脉冲时间并换算成传感器电阻值。电路在1 kΩ～500 MΩ测量范围内的最大线性误差为5%,能够应用于气体传感器的测试和标定、手持气体检测设备以及电阻测量等领域。