硅微陀螺仪高精度数字化相敏解调ASIC

• 作者: 夏国明 施芹 裘安萍 赵阳
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 硅微陀螺仪 专用集成电路 sigma-delta模数转换 相敏解调 闪频(1/f)噪声
• 年，卷（期）: 2018,（9）
• 页码范围: 2159-2168
• 页数: 10页
• 分类号: TN96|TP212
• 字数: 4814字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20182609.2159

摘要

为了抑制相敏解调引入的闪频(1/f)噪声,实现硅微陀螺仪的高精度片上数字化输出,设计了一种基于sigma-delta模数转换器的相敏解调A S IC.首先,提出了一种量化硅微陀螺仪驱动及检测载波信号的低闪频噪声数字化方案,建立了sigma-delta模数转换器的系统级分析模型,并利用Simulink完成了基于谐振器级联前馈(CRFF)结构的三阶sigma-delta模数转换器系统级设计.其次,研究了sigma-delta模数转换器的电路级实现方法,在Cadence IC平台上完成了包括低噪声开关电容积分器、加法器及1 bit高速量化器等模块的晶体管级电路设计与验证,并采用AMS 0.35μm工艺进行了流片.实验表明:该sigma-delta模数转换器具有三阶噪声整形功能,在硅微陀螺仪的工作频率处(6.4 kHz)量化噪声小于200 nV/Hz1/2,等效精度位数为12.硅微陀螺仪数字化输出角度随机游走0.012(°)/h1/2,Allan方差零偏不稳定性为0.34(°)/h,零偏稳定性(1σ)为0.94(°)/h,满足高精度硅微陀螺仪的数字化精度需求,并提高了整表集成度.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	裘安萍	南京理工大学机械工程学院	16	200	9.0	14.0
2	施芹	南京理工大学机械工程学院	13	167	9.0	12.0
3	赵阳	南京理工大学机械工程学院	2	3	1.0	1.0
4	夏国明	南京理工大学机械工程学院	6	40	4.0	6.0