| 【中文题名】 | 新型MEMS电容式加速度传感器检测电路的设计与研究 |
| 【英文题名】 | The Design and Research of the Detection Circuit for a New Micromachined Capacitive Accelerometer |
| 【学科专业】 | 电路与系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-2 |
| 【中关键词】 | MEMS,电容式,加速度传感器,检测电路,测量精度,噪声 |
| 【英关键词】 | micro-electro-mechanical-system（MEMS）,capacitance accelerometer,detection circuit,measurement sensiticity,noise, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器> |
| 【论文摘要】 |
微机械电容式加速度传感器代表了当今加速度传感器的潮流与发展方向,这一领域的研究对我国微加速度传感器研究具有重要意义。
本论文主要任务是根据传感器测量电路的基本要求,设计和制作针对电容式MEMS加速度传感器的接口检测电路。
论文首先讨论了电容式MEMS加速度传感器的工作原理和接口检测原理,为设计传感器检测电路提供了理论依据。
在电路调试之前,首先利用计算机模拟软件进行了验证,简化了调试过程中的复杂性。通过模拟实验结果和制作实验结果的对比,说明我们所设计的电路各级符合设计要求。
论文最后对所设计的检测电路进行了性能测试和分析,结果表明,电路具有很好的灵敏度和很好的抑制噪声的能力。 |
| 【论文题纲】 |
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内容提要 |
4-7 |
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第一章 绪论 |
7-16 |
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1.1 MEMS概述 |
7-10 |
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1.1.1 概述 |
7-8 |
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1.1.2 MEMS的特点 |
8-9 |
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1.1.3 MEMS应用领域 |
9-10 |
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1.2 MEMS加速度传感器 |
10-13 |
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1.2.1 MEMS加速度传感器的分类 |
10-11 |
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1.2.2 MEMS电容式加速度传感器 |
11-13 |
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1.3 MEMS电容加速度传感器的检测电路 |
13-14 |
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1.4 本论文研究的主要内容和意义 |
14-16 |
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1.4.1 论文研究意义 |
14 |
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1.4.2 论文的主要内容 |
14-16 |
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第二章 电容式MEMS微加速度传感器的测量控制原理 |
16-26 |
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2.1 变间隙电容式MEMS微加速度传感器原理 |
16-19 |
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2.2 变面积MEMS电容微加速度传感器原理 |
19-21 |
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2.3 微小电容信号的检测方法 |
21-24 |
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2.3.1 电容-频率(C-f)转换法 |
21-22 |
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2.3.2 开关电容法 |
22-23 |
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2.3.3 电容电桥法 |
23 |
|
2.3.4 电荷放大法 |
23-24 |
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2.4 信号检测电路的基本要求及实现方案 |
24-26 |
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第三章 MEMS电容式加速度传感器接口检测电路的设计 |
26-47 |
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3.1 检测电路的总体方案 |
26-27 |
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3.2 前置放大电路设计研究 |
27-30 |
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3.2.1 电容-电压变换及放大电路 |
29 |
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3.2.2 差分相减电路 |
29-30 |
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3.3 带通滤波与交流放大部分设计研究 |
30-35 |
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3.4 相敏检波电路的设计研究 |
35-41 |
|
3.4.1 开关相敏检波 |
36-37 |
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3.4.2 乘法器检波 |
37-40 |
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3.4.3 利用乘法器MC1596 构成的检波电路 |
40-41 |
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3.5 低通滤波电路的设计研究 |
41-45 |
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3.6 接口检测电路总图 |
45-47 |
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第四章 检测电路的实现及性能测试 |
47-62 |
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4.1 主要元器件及其参数选择 |
47-49 |
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4.1.1 运算放大器 |
47-48 |
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4.1.2 集成模拟乘法器 |
48-49 |
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4.2 关于实验中的大电容和实际需要测量小电容的讨论 |
49-50 |
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4.3 电路的计算机仿真实验及其结果 |
50-55 |
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4.3.1 前置放大部分 |
50-51 |
|
4.3.2 带通滤波与交流放大电路 |
51-52 |
|
4.3.3 相敏检波电路 |
52-53 |
|
4.3.4 低通滤波电路 |
53-55 |
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4.4 电路的制作实验及其结果 |
55-58 |
|
4.4.1 前置放大部分 |
55-56 |
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4.4.2 带通滤波与交流放大电路 |
56 |
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4.4.3 相敏检波电路 |
56-57 |
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4.4.4 低通滤波电路 |
57-58 |
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4.5 实验数据结果及性能分析 |
58-61 |
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4.5.1 电路的测量精度及其分析 |
58-60 |
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4.5.2 接口检测电路增益分析 |
60 |
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4.5.3 电路的抗干扰能力 |
60-61 |
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4.5.4 电路的误差分析 |
61 |
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4.6 结论 |
61-62 |
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第五章 结论 |
62-64 |
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参考文献 |
64-66 |
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摘要 |
66-69 |
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ABSTRACT |
69-73 |
|
致谢 |
73 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384114 |
