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.     

集成CMOS四象限模拟乘法器

给出了一种CMOS型四象限模拟乘法器,该乘法器采用有源衰减器结合吉尔伯特单元结构.利用基于CSMC的0.6μm n阱2p2m工艺SPICE BSIM3V3 MOS模型(level=49)进行仿真,采用单电源5V电压供电.利用HSPICE仿真并给出了仿真的结果及版图实现.     

New low noise interface circuit for detecting weak current of micro-sensors

A new low noise interface circuit for detecting weak current of micro-sensors is designed.By using the transimpedance amplifier to substitute the charge amplifier,the closed-loop circuit can avoid the phase error of the charge amplifier.Therefore,the phase compensation devices will be cancelled,because there is no phase transformation through the transimpedance amplifier.As well as,by using CCCII devices to implement the high value feedback resistor of the impedance amplifier,the noise of the I-V transformation devices is reduced,comparing with the passive resistor.The floating resistor is easy to be integrated into chips,making the integration of the interface circuit of the intelligent sensors increase.Through the simulation,the phase error of the charge amplifier is almost 9°at 2 kHz and it changes with the working frequency of the micro-sensors making the phase compensation not easy.The value of the floating resistor is 250 kΩ where the bias current is 50 μA.The noise of the active resistor is 0.037 fV2/Hz,comparing with the noise of the passive resistor,which is 4.14 fV2/Hz.     

微机械陀螺闭环驱动电路的新方法

闭环驱动方式是目前高性能微机械陀螺的主流驱动方式,大部分的闭环驱动电路采用了自动增益控制模块以稳定输出信号的幅度,但是,采用AGC模块会限制电路的线性工作范围,而且输出摆幅有限,因此制约了微机械陀螺系统的灵敏度和稳定性。基于以上不足,在建立微机械陀螺系统等效电路模型的基础上,提出一种新颖的解决方案,采用比较器代替AGC模块,实现对陀螺输出信号幅度的控制,这种方案不仅电路结构更为简单,而且增大了整体电路的线性工作范围,能够始终输出满量程的驱动信号。     

电容检测型微机械陀螺的信号检测电路

微弱输出信号的检测技术是微机械陀螺研制中的关键技术之一.提出了一种适用于电容检测型微机械陀螺的信号检测电路并分析了其对噪声的抑制能力.此电路用积分电路检测微小电容变化量,并进一步采用开关相敏解调电路对信号全波检测,能检测到aF量级的电容变化,可以实现陀螺0.05(°)/s的分辨率.     

电容式微陀螺自适应闭环驱动系统的研究

对微陀螺闭环驱动系统理论进行分析讨论,结合微陀螺结构特性和自适应锁相环特点,设计一种微陀螺自适应闭环驱动系统。利用数学工具Matlab分别建立Simulink传统的自动增益控制器（AGC）方式闭环驱动系统模型和自适应闭环驱动系统模型,对其进行系统性能对比分析。分析结果表明：微陀螺自适应闭环驱动系统建立时间比传统AGC方式闭环驱动系统建立时间缩短69％,系统频率偏差仅为1Hz,频率稳定性是传统闭环驱动系统的38．46％,系统抗噪声能力优于传统闭环驱动系统。因此,采用自适应闭环驱动系统可以提高微陀螺的检测灵敏度。     

CMOS环形振荡器相位噪声仿真分析

通过分析环形振荡器的一阶线性模型,得到环形振荡器相位噪声的功率谱的近似表达式.为了分析相位噪声的时域特征,引进谱综合法,并利用快速傅立叶变换(FFT),求出了相位噪声的时域采样信号.并进一步分析了相位噪声的采样信号的自相关序列,发现相位噪声是一个长记忆过程,具有非平稳的特征.采用Yule-Walker功率谱估计法,分析了相位噪声的采样信号的功率谱密度,其仿真结果进一步验证了理论分析结果.     

低抖动锁相环对微加速度计时钟性能的改善

通过对微加速度计时钟电路的研究,并和传统RC振荡器进行比较,提出了一种用于微加速度计的低频率抖动(Low-Jitter)的电荷泵锁相环电路.该电路包括无死区的鉴频鉴相器(PFD)、低通滤波器(LPF)、电荷泵(CP)、压控振荡器(VCO)及分频器组成.仿真验证,电荷泵锁相环电路使微加速度计系统时钟的频率抖动从0.5 kHz改善为0.1 kHz以下,从而提高了微加速度计的噪声性能和灵敏度.     

陀螺自激驱动电路中自动增益控制设计

提出了一种加入AGC功能的微机械陀螺自激驱动电路的实现方法.AGC环路中,采用了带共模反馈的VGA结构,包含一个改进的具有采样保持功能的峰值检测电路,并构造了一种新型的指数控制电路.采用中电集团24所提供的4 μm 10 V P-well标准模拟CMOS工艺进行电路和版图设计并进行后仿对电路设计进行验证,利用HSPICE仿真可以得到AGC环路输出的峰峰值为3.203 V,功耗约为19.2 mW.     

微加速度计中Sigma Delta调制与 脉冲编码调制的对比分析

对Sigma Delta调制与脉冲编码调制进行对比,研究了Sigma Delta调制与脉冲编码调制的优缺点。建立了微加速度计中两位输出的Sigma Delta调制和两位输出的脉冲编码调制的仿真系统。然后,对比使用这两种调制方式的微加速度计的加速度信号,并分析在两种不同调制方式下的输出信号波形的差别。最后,利用周期图法得到了两种调制信号的功率谱密度图,发现在低频段脉冲编码调制信号的量化噪声比Sigma Delta调制信号大很多;而在高频段,两种调制方式信号的量化噪声一样严重。仿真结果表明,尽管Sigma Delta调制系统比脉冲编码调制系统更加复杂,但是Sigma Delta调制得到的信噪比要比脉冲编码调制得到的信噪比高出20 dB。