一种用于MEMS陀螺的高精度电容读出电路的设计

• 作者: 常洪龙 苑伟政 赵海涛 陈方
• 来源期刊: 传感技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: MEMS陀螺 高精度 电容分辨率 CMOS
• 年，卷（期）: 2010,（11）
• 页码范围: 1560-1564
• 分类号: TH7|V241.5
• 字数: 2233字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-1699.2010.11.009

摘要

针对电容式MEMS陀螺,设计了一种高精度CMOS接口读出电路.从理论上分析了接口寄生电容、器件的不匹配对接口电路的影响,采用连续时间电压读出方式的检测方法,设计了一款带有输入输出共模反馈的低噪声全差分电荷运算放大器,输入输出共模电压稳定在2.5 V,输入端的噪声电压为9 nV.载波调制技术用来消除低频闪烁噪声.在Cadence中对设计的接口电路进行仿真分析,并采用PCB电路板进行了实验.结果显示所提出的接口电路不仅消除了大部分寄生电容的影响,抑制了大部分的耦合信号和噪声信号,而且减小了由于器件的不匹配产生的失调电压对电容分辨率的影响,电路Cadence仿真的电容分辨率可达0.13 aF/√Hz,能满足惯导级的需求.