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。
　　 (3)對優(yōu)化后的電路和加速度計各項指標進行了測試。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