新型电容式MEMS加速度计数字接口电路设计

• 作者: 丛宁 李宗伟 杨长春 熊兴崟 韩可都
• 来源期刊: 电子学报
• 学科: 工学
• 关键词: 接口电路 MEMS sigma-delta ADC
• 年，卷（期）: 2016,（10）
• 所属期刊栏目: 学术论文
• 页码范围: 2507-2513
• 页数: 7页
• 分类号: TN432|TP212
• 字数: 3262字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2016.10.032

摘要

MEMS加速度计接口电路主要采用传统sigma-delta架构实现，但这种方式中的电路失调电压很容易产生积分饱和现象．为解决这个问题，本文设计了一种可以用于钻井、石油勘探等微弱信号检测的新型数字电容接口电路．该设计在电容式MEMS加速度传感器基础上，采用FPGA实现数字三阶环路滤波器，构成5阶sigma-delta系统．采用数字环路滤波器降低了ASIC模拟电路版图设计与芯片测试难度，利于快速优化环路滤波器设计参数，改善系统稳定性和优化系统噪声性能．前置放大器采用一种相对简单的相关双采样技术，能够有效减小前置放大器的失调电压．根据MEMS加速度计前置放大器输出信号符合正态分布的特点，设计了带有一定预测功能的8-bit瞬时浮点ADC，实现模拟与数字环路滤波器互联．在200Hz带宽内，该接口电路系统噪声基底达到53．09ng／rt（Hz），满足系统噪声设计要求．前置放大器与ADC采用XFAB XH018混合信号CMOS工艺流片，开环测试表明，前置放大器的灵敏度和噪声分别为0．69V／pF和3．20μV／rt（Hz）．

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨长春	中国科学院地质与地球物理研究所	154	2924	29.0	46.0
2	李宗伟	中国科学院地质与地球物理研究所	11	13	2.0	2.0
6	韩可都	中国科学院地质与地球物理研究所	2	11	2.0	2.0
7	丛宁	中国科学院地质与地球物理研究所	2	6	1.0	2.0
11	熊兴崟	中国科学院地质与地球物理研究所	3	6	1.0	2.0