基于CMOS工藝的電容型體硅微陀螺接口電路設(shè)計.pdf

1、隨著時代和科技的進步，越來越多智能化的高科技產(chǎn)品進入了我們的生活，微機械陀螺儀也以其獨特的性能和優(yōu)勢，越來越多的集成到了各類民用電子產(chǎn)品中，如日常生活中的智能手機、平板電腦等，被大眾了解。同時，微機械陀螺儀也廣泛的應(yīng)用于汽車、航空航天、軍事、醫(yī)療等高科技領(lǐng)域，需求量不斷增長，但是由于國內(nèi)在這方面研究起步較晚，技術(shù)差距較大，大部分采用國外公司產(chǎn)品，因此設(shè)計具有自主知識產(chǎn)權(quán)的微機械陀螺儀具有重要意義。
　　 微機械陀螺主要由微機械和

2、接口電路兩大部分組成，微機械部分跟隨角速度變化產(chǎn)生一個正比于角速度的變化量，接口電路感應(yīng)微機械變化量，并通過處理電路將機械變化量轉(zhuǎn)化為可傳輸檢測的電信號。微機械陀螺的性能受到微機械部分工藝制程及接口電路性能的影響，由于從微機械工藝制程方面提升性能成本較高、難度較大，因此提升接口電路性能成為提升整個陀螺系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。本課題主要研究針對電容型微機械陀螺儀的接口電路設(shè)計。本文首先從電路系統(tǒng)層面出發(fā)，對整體接口電路進行了系統(tǒng)性分析介紹，然后針

3、對具體的各個電路模塊進行了詳細的指標(biāo)及設(shè)計過程分析，同時整理了針對開關(guān)電容電路的仿真方法，最后給出了接口電路版圖及后仿真結(jié)果。本微機械陀螺儀要求達到接口電路最小檢測精度1aF的設(shè)計難度。
　　 本課題采用Chartered0.35μmCMOS工藝，所設(shè)計的接口電路主要包括敏感電荷放大器、主放大器、解調(diào)濾波處理電路等，采用開關(guān)電容電路結(jié)構(gòu)加以實現(xiàn)。系統(tǒng)中通過采用相關(guān)雙采樣和底板采樣技術(shù)實現(xiàn)了低噪聲設(shè)計，并且基于功耗最優(yōu)原則對各電路