硅微諧振式加速度計電路技術研究.pdf

1、本文研究了硅微諧振式加速度計的驅(qū)動和檢測理論與方法，目的在于設計控制與檢測電路，實現(xiàn)諧振式加速度計的閉環(huán)驅(qū)動和頻率檢測。主要內(nèi)容包括信號提取接口電路和閉環(huán)驅(qū)動相位與幅度控制電路的分析、設計和試驗，硅微諧振式加速度計的數(shù)字頻率測量方法與實現(xiàn)技術。
　　從諧振式加速度計的結構和運動方式出發(fā)，導出其動力學模型和運動方程及其靜電驅(qū)動下振動位移和相位的關系。結合接口電路分析了振動信號的提取方式以及耦合電容對信號提取和諧振頻率的影響。針對鎖相

2、環(huán)相位控制方式和積分幅度控制方式，利用平均分析法推導出系統(tǒng)穩(wěn)定的條件，并進行了仿真驗證。從系統(tǒng)的啟動和受干擾后的穩(wěn)定過程出發(fā)，研究了系統(tǒng)的過渡過程和機械熱噪聲對系統(tǒng)的影響。討論了三種數(shù)字頻率測量方法，其中經(jīng)改進的相位推算測頻法，實現(xiàn)了較高的測頻速度，但精度較低。多周期法測頻精度較高，但測頻速率遠低于設計要求。從測頻速度和精度兩方面綜合考慮，鎖相環(huán)頻率測量法更為適宜，論文給出其主要組成部分設計及數(shù)字實現(xiàn)方式，進行了仿真分析，確定滿足頻率測