闭环加速度计CMOS接口电路

采用高压18 V CMOS集成电路工艺,设计了一种开关电容闭环加速度计接口电路芯片。芯片电路中包括开关电容型电荷敏感放大器,PID控制电路以及相关双采样电路。采用相关双采样技术并用大面积PMOS晶体管作前级放大器输入级来消除放大器的1/f噪声、失调电压及KT/C噪声;用高环路增益及静电力平衡技术消除后级电路的1/f噪声、电荷注入和时钟馈通。在相同电极的条件下,利用电荷检测与静电力反馈时域分离法,有效地消除了驱动馈通的影响。设计的芯片采用18 V电源电压供电,闭环加速度计刻度因子为420 mV/g,噪声密度为10 μg/ Hz ,芯片面积为15.2 mm²。     

一种适用于MEMS陀螺仪的高性能电容读出电路

针对音叉式体硅MEMS陀螺仪传感器,提出了一种新颖的电容读出电路结构,该结构对共模电压漂移不敏感,能消除电容不匹配引入的误差.相关双采样(CDS)技术有效降低了电路的低频噪声和电压失调的影响.采用了一种简化的微陀螺传感器仿真模型,用于读出电路与微传感器的联合仿真.读出电路在0.35 μm 2P4M标准CMOS工艺下设计流片,芯片面积为2.5 mm×2.5 mm,5 V电源电压,电路工作在500 kHz的时钟频率下,实现了1.5 aF/Hz1/2的电容分辨率和大于100 dB的动态范围.     

MEMS电容式加速度计可靠性研究

探讨了MEMS电容式加速度计的结构、电路、制造工艺和系统等各方面的可靠性,总结出了表面粘附、结构断裂、分层失效和辐射失效等几种主要失效模式,并进行相应的失效机理分析.通过可靠性实验进行了验证,发现非致命的环境影响因素中,温度对电容式加速度计性能影响最大,最终完成了满足实用化要求的MEMS微加速度计设计.     

基于水银的电容式加速度计研究

探索一种基于新原理的加速度计,从根本上解决加速度计在弹性结构设计方面高灵敏度和抗高过载之间存在的矛盾;利用微滴水银作为对加速度敏感的弹性电极与硅片上电极构成电容式硅微加速度计,并可利用MEMS工艺来实现;通过建模仿真,水银电容加速度计的灵敏度要高于传统的MEMS电容加速度计;这种加速度计具有结构简单、对硅微加工工艺要求低、易于实现三维加速度测量的突出优点;对于冲击环境下的惯性测量有不可替代的作用.     

微机械电容式加速度计静力分析

本文根据微加速度计的结构特点,分析了单晶硅的力学特性,并且利用有限元方法对微电容式加速度计敏感芯片弹性梁的刚度、应力、应变进行了分析。     

电容式位移传感器转换电路的设计

介绍一种用于动平衡分析仪差动电容式位移传感器信号转移电路。利用差动测量技术，将电振动引起的微小电容变化量转化成交流电压信号。电路由差动放大电路、正弦信号发生器、模拟乘法器和二阶低通滤波器组成，该电路线路简单、集成度高、便于调试。通过电压转换电路可以将－10～＋10V的输出电压转变成为0～5V的电压，便于带有A／D转化电路的单片机系统直接进行A／D转换，简化了电路设计。实验表明该转换电路具有较好的线性和抗干扰性。     

硅微电容式加速度计的闭环控制技术研究

论述了闭环控制的原理,即通过静电力反馈来实现平衡控制。并通过计算保证了闭环控制系统的稳定性。可见,闭环工作下的电容式加速度计的稳定性、精度和线性度等都得到了提高。     

高性能微加速度计接口电路的研究

介绍一种可用于微机械电容式加速度计检测的接口电路，该电路利用电荷放大器把电容变化转变成电压变化，再对被加速度信号调制的载波信号进行解调，经过低通放大滤波，最后得到与加速度信号成正比的直流电压信号，具有测量差分电容变化的功能和灵敏度高、线性好的特点。整体电路通过Pspice进行了仿真，优化后制成PCB板进行实验。实验结果线性度为5％，灵敏度为19．5V／pF，表明该电路是一种具有实用价值的电容式加速度计检测接口电路。     

具有静态响应能力的电容式加速度计

电容式加速度计（Ｋ－ＢＥＡＭ）具有与笨重粗大且较昂贵的伺服式加速度计相近的测量能力,并有体积极很小,重量极轻的优点。某些电容式加速度计可以小到直接装在印刷电路板上。     

闭环电容式微加速度计全差分CMOS接口电路

提出了一种用于电容式微加速度计的低噪声、高线性度全差分接口电路.基于开关电容检测技术,该电路采用一种新的双路反馈结构来提高系统线性度,并采用2 μm n阱CMOS工艺完成芯片设计.仿真结果证明,电路中采用的双路反馈和全差分检测结构使系统的线性度达到0.01%.加入经过优化设计的比例-微分-积分控制器后,有效减小了系统稳...     

用于电容传感器的脉宽调制电路

设计了一种脉宽调制电路,用于小位移测量。电路以自制的差动电容传感器为基础,由7555定时器、滤波器等电路组成,将微小的位移变化量转化为直流电压,且与位移量基本成线性关系,能实现精度为±0.1 mm的位移测量。电路结构简单、调试方便、成本低,具有很好的稳定性和抗干扰性。实践表明:位移测量的最小二乘线性度为0.33%,灵敏度为0.065 V/mm.     

CH4检测系统微弱信号处理电路研究

基于光谱吸收原理设计的CH4检测系统,气体吸收的信号比光源的噪声还要小,被淹没在背景噪声中.为改善检测系统的信噪比,针对非常微弱的气体吸收信号,基于微弱信号的锁定检测原理,以锁相放大器为核心,以同步积分器自动跟踪滤波,设计了检测系统的光电信号处理电路.结果表明电路输出电压与CH4体积分数呈线性关系,电路对CH4气体体积分数的检测极限为150×10-6.     

基于nRF2401实现远距离高速无线通信方案

从应用的角度出发,阐述了nRF2401单片无线收发一体芯片的功能和特点。给出了利用nRF2401单片无线收发一体芯片实现远距离高速无线通信的电路实现方案,并提供PCB设计施工过程中的一些建议。     

一种抑制低频噪声的微机械陀螺C／V转换电路

目前一般均采用电荷放大器作为微机械陀螺前置接口电路,实现电容变化信号C／V转换提取。文章设计了一种能够抑制低频噪声的微机械陀螺前置C／V转换电路,分析了低噪声前置C／V转换电路的工作原理,用Saber软件对传统电荷放大器和低噪声前置C／V转换电路从时域及频域方面进行了仿真对比,最后通过实验验证仿真结果的可靠性。仿真及实验结果表明,设计的前置C／V转换电路能更好地抑制低频噪声。     

基于DSP的多通道数据采集电路

提出了一种基于DSP的多通道数据采集电路的设计方案.该方案采用硬件高速锁相环电路控制多通道A/D转换器,使1个周期的采样点总数不变,但这个数值可调.然后,脉冲通过调理,且通过一种特殊的电路进行推迟再进入CPU.这样,CPU就可以处理这些信号,同时也避开了由元器件产生的毛刺.这样保证了电路的同步整周期采样,实现了多路数据的采集.同时,在仿真软件里对部分关键电路进行了仿真,然后,又在实际的完整电路板上再次验证了整个设计,其效果很好.     

基于硫化铅探测器的信号检测电路设计

在靶场测试中,炸点时刻的探测对导弹引信的设计具有重要意义。弹丸炸点红外信号检测电路将炸点时刻信号传送给后续电路进行处理,最终得到炸点时间参数,为导弹的引信设计、制造以及改良均提供了必要条件。硫化铅探测器的信号检测电路经合理设计,将检测电路分为两部分分别进行设计,首先为硫化铅探测器设计了合适的前置放大电路,实现与硫化铅探测器的阻抗匹配,其次通过选择合适的高精密仪表运放设计主放大电路,实现高倍数的电压放大,同时达到有效抑制干扰信号和噪声的目的。最终通过实验,电路实现了对炸点的信号的捕捉并具备较好的信噪比。     

一种微振动光纤传感系统信号预处理电路

长距离分布式微振动光纤传感系统的系统噪声的重要产生原因是光源噪声。为了消除这类噪声,设计了预处理电路将一路光电信号转化为两路差分信号。电路将输入的光电流通过对管结构形成差分电流再分别转换成电压信号输出。仿真结果显示该电路可成功的输出两路差分信号,且带宽、增益和信号处理能力都比较强。     

微弱光电信号检测电路设计

光电信号检测与采集电路的性能优劣,直接关系到粉尘浓度测量系统的准确度和精确度。在分析研究了光电检测基本原理和微弱信号检测影响因素的基础上,针对粉尘浓度测量系统中光信号的特点,通过采用差分式测量结构,提高光电探测器供电电源的稳定度,选用低噪声、响应快的运算放大器等措施,设计了一种噪声低、反应快、简单实用的微弱光信号检测电路,成功应用到了某粉尘浓度测量系统上。     

低噪声前放中集成运放电路的En-In噪声性能分析

本文以文献〔１〕所给出的集成运放的噪声模型为基础,提出了集成运放基本电路（包括同相放大器和反相放大器）的等效Ｅｎ－Ｉｎ噪声模型的计算方法,进而给出了由低噪声分立元件与集成运放电路组成的级联放大器的噪声计算。与目前普遍使用的噪声源叠加法相比较,本文方法不仅计算简单,而且当电路中有阻抗元件时,Ｅｎ与Ｉｎ之间的相关性能够得到充分考虑,从而使噪声计算更加准确。文末通过仿真与实测结果的对比,证明了本文方法的可行性。