石英微陀螺正弦驅(qū)動帶通濾波器設(shè)計.pdf

1、石英微陀螺是一種測量角速率的微慣性傳感器。實現(xiàn)石英微陀螺的正弦驅(qū)動對提高其檢測的穩(wěn)定性、分辨力、靈敏度等有重要意義。帶通濾波器(BPF)是石英微陀螺正弦驅(qū)動電路的重要組成部分。本文分別設(shè)計了開關(guān)電容(SC)和跨導(dǎo)電容(OTA-C)帶通濾波器。SC濾波器由于其精確度高、面積小在中低頻領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,是重要的離散時間濾波器。連續(xù)時間OTA-C濾波器由于其工作頻率高、參數(shù)可調(diào)等優(yōu)點日益受到重視,成為研究的熱點。
　　本文系統(tǒng)研究了石

2、英微陀螺驅(qū)動檢測原理以及濾波器基本理論。在研究開關(guān)電容電路基礎(chǔ)上用信號流圖法設(shè)計了雙二階開關(guān)電容濾波器;根據(jù)Matlab系統(tǒng)設(shè)計得到滿足設(shè)計要求的帶通濾波器的階數(shù)、傳輸函數(shù);采用級聯(lián)法實現(xiàn)四階EllipticSC帶通濾波器。研究了跨導(dǎo)放大器(OTA)的原理,利用工作在線性區(qū)的MOS管結(jié)合Gain-boost技術(shù)、遷移率補償技術(shù)實現(xiàn)了小跨導(dǎo)增益、大線性度的全差分OTA;利用該OTA實現(xiàn)不同Q值的二階OTA-C帶通濾波器;由Matlab完成

3、高階帶通濾波的系統(tǒng)級設(shè)計并通過級聯(lián)法實現(xiàn)六階ButterworthOTA-C帶通濾波器。
　　本文采用0.5μmCMOS工藝在CadenceSpectre中對設(shè)計的電路進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果顯示:四階EllipticSC-BPF在頻率35.4kHz處增益衰減了55.6dB;總的負(fù)載電容為47.5pF,電容分布為27.5;由離散傅里葉變換(DFT)得到的頻譜圖顯示總諧波失真(THD)小于-40dB。OTA的跨導(dǎo)增益為0.42μS,輸入峰