位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
基于∑-△M的五阶MFLR数字微加速度计闭环控制系统
  • ISSN号:1000-9787
  • 期刊名称:《传感器与微系统》
  • 分类:TH703[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械] TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室,陕西西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61273052)
中文摘要:

为了进一步抑制加速度计信号带宽范围内的噪声,提出并设计了一种基于∑-△M的五阶多反馈谐振式(MFLR)微机械加速度计闭环控制系统,该系统通过增加额外的内部负反馈对量化噪声进行再一次整形.微机械加速度计结构为一种全差分式结构,在结构层厚度为60 μm、基底层厚度为400μm的SOI硅片上,经过光刻、溅射、深度反应离子刻蚀等工艺步骤加工而成.整个闭环控制系统的Matlab/Simulink模型首先被建立,然后采用“单位圆分析法”进行系统参数的设定,系统仿真显示:当输入幅值1gn、频率128Hz的加速度信号时,加速度计的噪声为-136.2 dB,与传统五阶MF结构的∑-△M闭环控制系统相比,在0 ~500 Hz信号带宽范围内的噪声降低了7.9dB.最后整个系统在四层PCB电路板上进行了功能性验证和测试.

英文摘要:

In order to further depress noise in signal bandwidth, a fifth-order MEMS accelerometer closed-loop control system based on Sigma-Delta modulator ( E-AM ) with multi-feedback loops and resonators ( MFLR ) is proposed, this system through adding additional local feedback to shape the quantization noise structure of MEMS aecelerometer is fully differential structure which is manufactured on SOI wafer with structure layer thickness of 60 μm and substrate layer thickness of 400 μm, manufacturing procedure includes lithography, sputtering, deep reactive ion etching, etc. Matlab/Simulink model of overall closed-loop control system is firstly set up, then, system parameters are set by unit circle analysis method. System simulation show that power spectral density (PSD) simulation of the system is dSrived. The amplitude of input is 1 g, and frequency of signal is 128Hz, noise is --136.2 dB which is 7.9 dB lower than traditional 5 th-order closed-loop control system based on E-AM with MF topology, at range signal bandwidth of 0 -500 Hz. A four-layer printed circuit board(PCB) prototype of this system is built to validate functionality of the system and tested.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《传感器与微系统》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电子科技集团公司第四十九研究所
  • 主编:吴亚林
  • 地址:哈尔滨市南岗区一曼街29号四十九所
  • 邮编:150001
  • 邮箱:st_chinasensor@126.com
  • 电话:0451-82510965
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9787
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1537/TN
  • 邮发代号:14-203
  • 获奖情况:
  • 获全国优秀科技期刊三等奖,获1996年度黑龙江省科技期刊评比,优秀科技期刊壹等奖,获《CAJ-CD》执行优秀奖,获信息产业部2001-2002年度电子科技期刊规范化奖,获信息产业部2003-2004年度优秀电子科技期刊奖,获信息产业部2005-2006年度优秀电子科技期刊奖,获工业和信息化部2007-2008年度电子精品科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版)
  • 被引量:10819