高性能微加速度计接口电路的研究

介绍一种可用于微机械电容式加速度计检测的接口电路，该电路利用电荷放大器把电容变化转变成电压变化，再对被加速度信号调制的载波信号进行解调，经过低通放大滤波，最后得到与加速度信号成正比的直流电压信号，具有测量差分电容变化的功能和灵敏度高、线性好的特点。整体电路通过Pspice进行了仿真，优化后制成PCB板进行实验。实验结果线性度为5％，灵敏度为19．5V／pF，表明该电路是一种具有实用价值的电容式加速度计检测接口电路。     

基于硅微陀螺的环形二极管电容检测技术研究

针对电容式硅微陀螺在角速率激励下产生的电容变化量在微弱的aF量级,易受外界信号的干扰而湮没的问题,对传统电容检测方法与环形二极管检测方法进行分析对比,采用了电路结构简单、功耗低、易于集成的环形二极管电路完成电容检测,建立了环形二极管电容检测电路的数学模型,分析其参数对检测电路输出电压的影响,结果表明检测电容变化量、解调电容以及载波均对差分输出电压产生影响。进行电路设计时应同时考虑非线性及灵敏度的影响,保证动态灵敏度最高的范围内尽可能增大解调电容,有效改变电容转换增益的非线性,输出与角速度成线性关系的电压信号。     

一种用于差分电容检测中前置电路的开关电路研究

提出了一种用于差分电容检测中前置电路的开关电路,该电路使得信号易于解调而能简化信号处理电路.阐述了电路的工作原理及相关特性,在250kHz的载波频率下,给出了Hspice仿真结果.     

基于FPGA的硅电容传感器调理模块设计

差动式硅电容传感器应用广泛,对差动电容信号的检测调理至关重要.文中以FPGA芯片为核心,其产生的正弦载波信号用于调制差动电容信号的变化,已调信号再次输入FPGA进行互相关解调及数字滤波后,得到反映差动电容变化的电容差信号,然后经非线性补偿,可以输出非线性度小于0.1%的数字信号.这样避免了采用模拟电路容易受到外界干扰,且提高了动态检测的速度和非线性补偿的精度.     

基于PVDF的足底测力系统研究

为实现人体不同路况运动过程中的步态识别,研制出一种便于穿戴的鞋垫式足底测力系统。以PVDF压电薄膜为传感材料,设计足底传感器。采用由电荷放大电路、滤波电路及电压放大电路组成的信号系统对传感器输出信号进行采样及处理,进行了电荷放大电路中的反馈电阻与反馈电容的实验测试选型分析研究。进行了平地行走、楼梯行走及斜坡行走的实验,实验表明,该足底测力系统具有良好的灵敏度与测量精度,并且采用PVDF内嵌在鞋垫的结构,使得测力系统适用于不同模式行走运动的检测。     

原油含水率检测电路的设计

在介绍CAV424测量原理和变介电常数型电容传感器工作原理的基础上,设计了一种基于CAV424的电容传感器原油含水率检测电路.测量时,CAV424将电容变化量转换成差动电压信号,送给差动放大器INA101放大后形成与含水率对应的输出电压.通过试验表明:检测电路测量原油含水率与蒸馏水法测量值的差值在5%以内,较好地克服了电容法测量时调理电路易受寄生电容和环境变化影响的问题,具有测量准确度高,测量速度快,显示直观,安装使用简单,价格低廉,操作方便的特点.     

基于数据采集的调幅信号软件解调方法

提出了在智能仪表中对传感器输出调幅信号实现解调的一种新方法.借鉴半波相敏检波的基本原理,采用载波信号作为微机的中断触发信号,采集调幅信号,可直接获得调制信号幅值离散点的数字量,在实现解调的同时完成信号测量.给出了用微机实现信号解调的基本原理、基于单片机AT89C2051设计的硬件接口电路以及软件设计的基本思路.     

一种抑制低频噪声的微机械陀螺C／V转换电路

目前一般均采用电荷放大器作为微机械陀螺前置接口电路,实现电容变化信号C／V转换提取。文章设计了一种能够抑制低频噪声的微机械陀螺前置C／V转换电路,分析了低噪声前置C／V转换电路的工作原理,用Saber软件对传统电荷放大器和低噪声前置C／V转换电路从时域及频域方面进行了仿真对比,最后通过实验验证仿真结果的可靠性。仿真及实验结果表明,设计的前置C／V转换电路能更好地抑制低频噪声。     

微小差分电容检测电路设计

介绍一种MEMS电容式微加速度计的结构和等效电路,然后介绍了开关电容放大器的工作原理,最后用可消除寄生电容的等效跨阻取代普通开关电容运放中的并联模拟电阻.设计了一种对寄生电容不敏感的电容-电压转换电路,该电路可用于检测电容传感器的微小差分电容.     

具有自检测功能的闭环加速度计接口电路设计

为了改善微机电系统(MEMS)电容式加速度计的噪声特性,提出了一种基于开关电容的低噪声闭环接口电路。该电路采用电荷积分器作为前级预放大装置,对寄生电容不敏感,而且具有非常低的噪声。采用相关双采样(CDS)技术消除了1/f 噪声和运算放大器失调电压的影响。同时,为了改善系统的动态响应特性,反馈部分采用积分电路,提高了系统阻尼比和响应速度。利用电荷泻放通道实现了自检测功能。采用0.5 μm CMOS工艺完成了版图设计,仿真结果表明,系统灵敏度为0.115 V/g,非线性度＜0.12%,可检测的最小加速度为20 μg,自检测输出与自检测电压成正比。