一种用于MEMS陀螺的高精度电容读出电路的设计 |
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作者姓名: | 陈方 常洪龙 苑伟政 赵海涛 |
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作者单位: | 西北工业大学微/纳米系统陕西省重点实验室,西安,710072;西北工业大学微/纳米系统陕西省重点实验室,西安,710072;西北工业大学微/纳米系统陕西省重点实验室,西安,710072;西北工业大学微/纳米系统陕西省重点实验室,西安,710072 |
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基金项目: | “863”国家高技术研究发展计划资助(2009AA04Z320) |
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摘 要: | 针对电容式MEMS陀螺,设计了一种高精度CMOS接口读出电路。从理论上分析了接口寄生电容、器件的不匹配对接口电路的影响,采用连续时间电压读出方式的检测方法,设计了一款带有输入输出共模反馈的低噪声全差分电荷运算放大器,输入输出共模电压稳定在2.5V,输入端的噪声电压为9nV。载波调制技术用来消除低频闪烁噪声。在Cadence中对设计的接口电路进行仿真分析,并采用PCB电路板进行了实验。结果显示所提出的接口电路不仅消除了大部分寄生电容的影响,抑制了大部分的耦合信号和噪声信号,而且减小了由于器件的不匹配产生的失调电压对电容分辨率的影响,电路Cadence仿真的电容分辨率可达0.13aF/(Hz)~1/2,能满足惯导级的需求。
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关 键 词: | MEMS陀螺 高精度 电容分辨率 CMOS |
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