用于微小電容檢測(cè)的測(cè)頻專用芯片設(shè)計(jì).pdf

1、加速度計(jì)作為一種測(cè)量加速度的儀器，在民用、軍用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。目前市場(chǎng)上的加速度計(jì)主要有壓電式電荷加速度計(jì)、集成電路式壓電加速度計(jì)、壓阻式加速度計(jì)、變電容式加速度計(jì)等幾種類型的加速度計(jì)。變電容式加速度計(jì)的設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)就是電容檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)。目前國(guó)外已經(jīng)生產(chǎn)出體積小性能優(yōu)越的加速度計(jì)。但是國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的加速度計(jì)，由于工藝和相關(guān)技術(shù)比較落后，加速度計(jì)的體積比較大，很難適應(yīng)當(dāng)前系統(tǒng)小型化的要求，尤其是在武器系統(tǒng)中，加速度計(jì)只是其中的一

2、部分，體積應(yīng)該越小越好。 MEMS(MicroElectromechanicalSystem)近年來(lái)發(fā)展最快的技術(shù)之一，隨著MEMS技術(shù)的快速發(fā)展，電容式加速度計(jì)的電容變化變化量越來(lái)越小，對(duì)檢測(cè)技術(shù)提出了新的要求。在電容式傳感器中，常用電容檢測(cè)電路是將其轉(zhuǎn)換為電壓、電流或者頻率信號(hào)。目前的微型電容傳感器的極板面積變得越來(lái)越小，電容總量只有幾個(gè)pF，變化量就更小。針對(duì)這種微小電容的檢測(cè)，目前的方法主要有諧振法、充放電法、交流電橋法

3、，這幾種都是利用模擬器件實(shí)現(xiàn)，輸出均為模擬量。隨著數(shù)字電路的成熟，也有數(shù)字方法。 本文結(jié)合模擬和數(shù)字方法兩者的優(yōu)點(diǎn)，采用模/數(shù)混合方法。該方法由模擬和數(shù)字電路兩部分組成，首先由模擬電路建立電容到頻率的函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系；然后由數(shù)字電路對(duì)頻率計(jì)數(shù)。本文是采用了多周期同步測(cè)頻方案，設(shè)計(jì)了高精度、瞬時(shí)頻率測(cè)量電路，從而可計(jì)算出被檢測(cè)電容的值。這種電容檢測(cè)方法具有精度高、速度快、易于集成、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，有一定實(shí)用價(jià)值。