一种小型电容敏感式加速度计的研制

利用弹性良好的铍青铜为材料制作加速度计中的敏感振动元件，研制出电容敏感式加速度计。设计了一种提取差动电容信号的检测电路。给出了电路中所使用的电子元器件，经分析求解得出了电路的输出电压和传感器信号拾取电容变化量之间的正比例关系。经过实验测试，加速度计的灵敏度大约为391.12mV/（m·s^-2）。     

差动电容敏感式力学传感器的信号提取电路

通过对加速度计的研究,开发了一类利用差动电容敏感的力学传感器的信号检测电路。在电路中给出了所使用的电子元器件,并进行分析求解,给出了电路的输出电压和传感器信号拾取电容变化量之间的正比例关系。经过实验测试,当电容变化0.01 pF时,就有10 mV的输出电压。故该电路可以检测微弱电容的变化,特别是电容变化量为0.01~1.00 pF的小电容变化。     

用于数字闭环加速度计的差动电容检测电路

数字闭环加速度计是加速度计领域最新的研究课题,它具有直接输出数字信号、累积误差小,采样时间短等优点,因此对差动电容检测电路的要求也很高。本文为满足数字闭环加速度计的需要设计的单载波调制解调型差动电容检测电路,分析了方案优缺点,给出了系统和检测电路的原理框图,以及各个功能模块的电路图和传递函数,最后通过实验验证,得到该电路满足灵敏度高,分辨性能好的要求,并且该电路在其他微弱信号检测领域也具有一定的实用意义。     

高分辨力闭环微加速度计接口电路

本文报道一种电容式闭环微加速度计的低噪声、开关电容CMOS接口电路。采用相同电极分时复用的方法,从而避免电容敏感与静电力反馈的馈通现象。并设计PID电路保证真空封装的高Q值加速度计的闭环稳定性及动态响应特性。整体电路结构只需单端放大器,传输门和电容。测试结果显示,接口电路工作在±5V条件下,整体微加速度计具有±3g满量程,非线性0.05%,800Hz带宽,刻度因子为1.2V/g,噪声密度为0.8μg/ 。芯片采用2um 双金属双多晶N阱CMOS工艺加工,芯片面积15.2 mm2。测试结果证明,本文电路达到高精度微加速度计系统设计要求,可以应用到地震监测、石油勘探等领域中。     

谐振式微加速度计差频检测电路研究

微机械谐振式加速度计的输出频率信号不易受到环境噪声的干扰,在传输和处理过程中也不易出现误差.针对实验室加工的谐振式微机械加速度传感器,采用静电激励和电容拾振的检测方式,设计了电容拾振检测电路和差频输出电路,实现了谐振式加速度计的微弱差频信号检测.利用精密分度盘对该加速度传感器进行了性能测试,实验室测试灵敏度为25.7 Hz/g,达到了设计要求.     

单轴硅微加速度传感器的原理与电路设计

单轴硅微加速度传感器将敏感部分与外围信号调理电路集成在一起，成为一个完整的加速度测量系统。系统除供电电源外不需要任何外加因素，能够实现电路的无触摸启动工作。敏感部分采用差动电容式结构具有高灵敏度、宽量程、较低的非线性误差、外围电路简单等优点。外围电路将敏感输出信号相位调制后，通过解调输出。解调电路采用开关电容(SC)的形式，通过负反馈系统反馈电荷影响采样一积分幅度的思路，设计电路对有效信息解调。本文介绍单轴硅微加速度计敏感部分的原理与外围调理电路的设计思路。     

基于电容式微加速度计的信号调理电路的设计与标定

为了提高MENS微加速度计的各种性能,完成了基于电容式微加速度计的过载传感器信号调理电路的设计。设计了基于Model 1221电容式微加速度计的信号调理电路,通过静态和动态调试,在频率响应范围内的带内不平度≤±3 dB,超出频率响应范围的带外衰减≥30 dB/oct。最后通过传感器主动校准系统对传感器进行标定测试,测试结果显示:理论值与实际值的误差很小,系统的准确度很高,而且在±15 gn的测量范围内的输出电压满足(0.2±0.2)V^4.8±0.2V。     

ADXL50和ADXL05型加速度计的原理及应用：一种单片集成带有信号调理电路的？

ＡＤＸＬ５０和ＡＤＸＬ０５是美国ＡＤＩ公司生产的加速度计。它采用差电容作为敏感元件，用闭环反馈力平衡技术和完整的信号调理电路构成闭 环随动式加速度计。     

一种新型挠性轴内置式扭摆微加速度计的设计

针对扭摆式加速度计的结构特点,为了有效利用硅片面积和提高质量块质量,设计了一种新型挠性轴内置于质量块的扭摆式加速度计,该结构具有检测电极和力反馈电极。根据结构设计参数,推导出中心敏感电容、等效质量、机械灵敏度的参数表达式。利用扭摆加速度计的数学模型,建立了加速度计表头系统级模型,并结合接口电路进行闭环整体仿真,调整校正环节参数,得到闭环系统性能指标。最后进行初步开环测试,测得加速度计的灵敏度为33mV/g,非线性度2.29%。     

一种新型挠性轴内置式扭摆微加速度计的设计

针对扭摆式加速度计的结构特点,为了有效利用硅片面积和提高质量块质量,设计了一种新型挠性轴内置于质量块的扭摆式加速度计,该结构具有检测电极和力反馈电极.根据结构设计参数,推导出中心敏感电容、等效质量、机械灵敏度的参数表达式.利用扭摆加速度计的数学模型,建立了加速度计表头系统级模型,并结合接口电路进行闭环整体仿真,调整校正环节参数,得到闭环系统性能指标.最后进行初步开环测试,测得加速度计的灵敏度为33 mV/g,非线性度2.29%.     

A novel sensor cell architecture and sensing circuit scheme forcapacitive fingerprint sensors

Novel capacitive fingerprint sensor techniques are described. We propose a novel sensor cell architecture to obtain high sensitivity, wide output dynamic range, and contrast adjustment. For the architecture, three circuit techniques were developed. A sensing circuit with a differential charge-transfer amplifier enhances sensitivity while it suppresses the influence of the parasitic capacitance of the sensor plate. A wide output dynamic range, which is needed for high-resolution analog-to-digital (A/D) conversion, is achieved by transforming the sensed voltage to a time-variant signal. Finally, the sensing circuit includes an automatic contrast enhancement scheme that uses a variable-threshold Schmitt trigger circuit to distinguish the ridges and valleys of a fingerprint well. The characteristics of a test chip using the 0.5-μm CMOS process show a high sensitivity to less than 80 fF as the detected signal, while the variation of the output signal is suppressed to less than 3% at ±20% variation of the parasitic capacitance. The dynamic range of the time-variant signal is 70 μs, which is wide enough for A/D conversion. The automatic contrast enhancement scheme widens the time-variant signal 100 μs more. A single-chip fingerprint sensor/identifier LSI using the proposed sensing circuit scheme confirms the scheme's effectiveness     

On the pinched hysteresis behavior in a state-controlled resistor

We show that the pinched hysteresis behavior observed in a voltage-controlled resistor with state-feedback self-control can be attributed to the current flowing in the parasitic capacitance holding the voltage across this resistor. A mathematical model describing this circuit structure is derived and validated numerically. To provide experimental evidence of this proposal, a circuit representing a voltage-controlled resistor is placed in parallel with a capacitor and then the current in this capacitor, which is proportional to the derivative of the applied voltage, is sensed, converted into a voltage and used to control the resistance value. This leads to the appearance of a pinched hysteresis loop as theoretically predicted. This work provides further insight into the origin of this behavior in fabricated solid-state devices that can be shown to follow the proposed circuit structure.     

基于充放电原理实现的微电容测量电路

具有抗分布电容以及简单实用等特性的充放电电路是目前微电容测量中广泛采用的一种测量电路。本文对基于充放电原理的微电容测量电路进行了深入研究，并介绍一种基于充放电原理的实用电路。     

基于电容传感器的纸张计数器设计

本文利用电容式传感器FDC2214设计制作了一个纸张计数器。待计数的纸张放置并被压紧于平行板电容器的两金属极板间,电容值随板间距(纸张厚度)变化,从而引起计数器前端谐振回路谐振频率变化。该传感器将感测到的谐振频率变化数字化,并送处理器进行中值平均滤波以降低噪声影响。系统将采样值与前期校准学习预存数据进行比对匹配,从而得到纸张计数值,并对计数结果进行液晶显示和语音播报输出。     

一种可配置的电容-电压转换电路

提出了一种检测微小电容信号的可配置的电容-电压转换电路.该电路由电容补偿电路、电荷积分电路、采样保持电路、低通滤波和缓冲器组成.使用调制解调的电容检测方法,实现了电容-电压转换.仿真结果表明,电容分辨率为1.70 aF/√Hz,输出电压信号与电容差成正比,确定系数R2为0.999 99.电路中的积分电容值、放大增益、补...     

基于AD7150微位移电容传感器的研究

利用了集成芯片AD7150完成了对微位移电容传感器的电容采样。对AD7150芯片设计了相应的外接电路,为了增强电路的抗干扰能力,加入相应滤波电路;通过单片机模拟I2C通信方式来进行AD7150的读写控制。测量结果给出了10 pF以下不同标称电容值的电容,误差在2.5%以内。初步实验结果表明,当接入双叉电容传感器探头时,电容值随测量距离的增大而增加;在不同位移量下,传感器的灵敏度不同,距离越近,灵敏度越高,最大灵敏度为686 fF/mm,给出了不同情况下的灵敏度分布,并总结了影响电容传感器工作的电路要点。     

提高电感传感器测量灵敏度的方法

电感位移传感器被广泛应用于微小位移量检测中,但在一些工程中现有传感器的测量精度和灵敏度达不到测量要求。针对这一问题,对传感器前段信号处理电路进行改进,在传感器上下线圈并联电容形成LC电路,利用LC电路谐振效应改善电路的性能,以提高信号源头的灵敏度;采用Multisim软件对半桥和全桥电路在并联不同大小的电容后的性能进行仿真,并用Matlab对生成的曲线进行最小二乘拟合,比较得出使电路性能最优的电容值和并联方法。结果表明在损失微小线性度的情况下可将灵敏度提高一倍。     

Coupling capacitances in the planar conductive path system of the hybrid circuit with dielectric layer

This paper presents the analytical method of capacitance calculation for the hybrid circuit. The analyzed example of planar conductive paths, being a system of typical spatial configuration, is a part of research that is to develop a general, universal mathematic model to calculate parasite capacitances in hybrid structures. In general, this leads to solve the 3D boundary problem. The Fourier’s integral transformation has been used in order to determine the potential satisfying the Laplace equation.

Resulting from here the equation system of electric charge distribution is being solved numerically by using the collocation method. On this basis the capacitance between conducting paths is calculated and experimentally verified.     

几种电容降压电路的原理分析与比较

随着科技的发展,LED的性能也得到了大幅提高,应用也越来越广泛,对驱动电路的要求也越来越高。这里主要阐述了当前应用较广泛的电容降压驱动电路的工作原理和用途。电容降压驱动电路是一类新型的LED驱动电路,具有体积小、价格低、安装方便等优点,具有广阔的应用前景。介绍了多种LED电容降压驱动电路及不同的用途。