MEMS加速度計的1-f噪聲分析及濾波技術(shù)研究.pdf

1、21世紀，MEMS加速度計因其可批量生產(chǎn)的優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于汽車、智能手機、可穿戴設(shè)備等多方面民用產(chǎn)品中，但對于航空、工業(yè)機器人等對性能要求極高的應(yīng)用領(lǐng)域則相對匱乏。究其原因是因為低成本的MEMS加速度計系統(tǒng)中的運放大多是由 CMOS工藝制成的，而這樣的運放本身存在很大的熱噪聲與1/f噪聲。電路設(shè)計人員一般通過設(shè)計更大體積的器件或需要更多電流帶動的器件來減小1/f噪聲，而這樣就必然會增加不必要的成本與功耗；另一種減小1/f噪聲的方法則

2、是通過各種濾波方法實現(xiàn)，雖然這些濾波方法可以很好去除帶外噪聲，但對于帶內(nèi)1/f噪聲與帶內(nèi)熱噪聲卻是無能為力。
　　為了消除存在于有用信號頻帶的1/f噪聲，本文提出了基于1/f噪聲模型與含噪信號小波近似系數(shù)的相關(guān)性去噪算法。該算法中先對噪聲信號與1/f噪聲分別進行小波分解，然后將得到的近似系數(shù)進行相關(guān)性分析，最后通過去除掉相關(guān)度高的系數(shù)即可將1/f噪聲去除掉。
　　進一步擴大上述去噪算法的適用性，本文同樣考慮了帶內(nèi)與帶外的熱噪

3、聲去除問題，對于帶內(nèi)熱噪聲，可將熱噪聲模型加入到上述去噪算法中1/f噪聲模型中；而對于帶外熱噪聲，本文在上述去噪基礎(chǔ)上對其小波細節(jié)系數(shù)采用小波軟閾值去噪算法。
　　本文在MATLAB平臺上通過與多種傳統(tǒng)小波閾值去噪算法相比較，仿真驗證了上述算法的有效性。仿真結(jié)果表明，本文提出的考慮1/f噪聲模型與含噪信號的小波近似系數(shù)的相關(guān)性—閾值去噪算法的降噪效果優(yōu)于其他傳統(tǒng)閾值去噪算法。為了進一步驗證本文提出的去噪算法的實用性，本文將此算法應(yīng)