低功耗高精度電容式加速度計系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、微機械加速度計系統(tǒng)是由微機械加速度計芯片和檢測電路組成的。作為一種檢測加速度的慣性器件，微機械加速度計系統(tǒng)可以用來檢測慣性力、傾斜角、沖擊及振動等慣性參數(shù)。微機械加速度計系統(tǒng)在汽車、消費電子、慣性制導(dǎo)等方面應(yīng)用前景很廣。
　　 本文研究的是電容式微機械加速度計系統(tǒng)，它具有以下優(yōu)點：靈敏度高、線性度好、穩(wěn)定性高，所以在多種檢測形式的加速度計中研究較多。加速度計系統(tǒng)的功耗對于它的工程化應(yīng)用至關(guān)重要，本文分析了加速度計系統(tǒng)的功耗分布，

2、在不降低系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化電路設(shè)計、更換更高性能芯片、降低工作頻率等工作降低了系統(tǒng)功耗。本文針對加速度系統(tǒng)的高精度要求，在分析了檢測電路模塊的本底噪聲的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了無源元件的參數(shù)值對檢測電路模塊的噪聲影響。這些研究工作對于進(jìn)一步提高本實驗室研究的高精度電容式微機械加速度計系統(tǒng)的性能有一定的參考作用。
　　 本論文的研究工作主要包括以下內(nèi)容：
　　 (1)針對高精度數(shù)字化電容式微機械加速度計，建立了系統(tǒng)模型

3、和噪聲模型，通過分析，優(yōu)化了電路參數(shù)，比較了降低采樣頻率后系統(tǒng)噪聲水平。為低功耗電路設(shè)計提供了理論依據(jù)。
　　 (2)針對低功耗高精度的電容式微機械加速度計的工程化要求，通過降低采樣率的方法降低了系統(tǒng)功耗。并通過實驗測試證明了降低采樣率獲得低功耗后，系統(tǒng)仍然保持較高的性能指標(biāo)。
　　 (3)對優(yōu)化后的電路和加速度計各項指標(biāo)進(jìn)行了測試。測試表明，模擬部分的等效輸出加速度噪聲約為16.3 ug/√Hz。加速度計系統(tǒng)最終輸出噪