导读:本文包含了电容式微机械陀螺论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:微机械陀螺,工艺实现,锁相调制,检测系统
电容式微机械陀螺论文文献综述
王欢[1]（2017）在《基于锁相调制技术的电容式微机械陀螺工艺实现及检测系统研究》一文中研究指出MEMS陀螺近年来受到市场需求的蓬勃发展,特别是在汽车行业,导航系统甚至战术级应用中均受到了极大关注,这使得越来越多的研究人员致力于开发更微型、更强大以及性能更优异的陀螺器件。在过去的几十年中,随着陀螺机械结构设计的优化、微纳制造技术的不断改进以及低噪声读取电路的优化,MEMS陀螺系统比以往更加强调使陀螺具有更好的传感性能和对环境参数变化的适应性。本文以z轴振动梁微机械闭环速率陀螺为研究背景,基于锁相调制技术,从陀螺工艺实现和控制系统研究两方面入手,主要研究内容如下:1)结构和加工工艺的设计是高信噪比电容式微机械陀螺的基础。采用湿法腐蚀方案进行陀螺制备,主要工艺难点有玻璃腐蚀、CMP化学机械抛光、结构层图案制备以及叁层阳极键合等,制备过程中以最大程度提高陀螺性能为目的,尽可能的优化工艺参数。2)从改善微机械陀螺振动的暂态响应特性角度出发,针对PLL-AGC驱动技术进行优化分析,提取出影响陀螺暂态响应的控制参数,求其最优解,使陀螺暂态响应时间最短并且无超调量。并且通过仿真对理论分析结果进行验证。3)为了提高陀螺带宽,使其在外界环境因素影响下参数不易发生漂移,提出了力再平衡闭环检测控制,对其进行理论分析,从而实现陀螺检测模态的暂态响应优化设计以及带宽按需设计,并且通过仿真进行验证。为了进一步提高陀螺性能,提出载波调制及模态匹配控制,用于消除寄生电容及频率差对陀螺性能的影响。4)由于陀螺多个控制回路需要同时运行,并且需要高精度低噪声的电子元件以提取陀螺微弱信号,因此采用基于FPGA的HF2LI锁相放大器搭建陀螺检测系统,实现陀螺输出信号的高精度测量。通过闭环驱动控制获得高稳定性的陀螺激励信号,然后通过力再平衡闭环检测实现对陀螺零偏信号和正交误差信号的补偿,同时通过载波调制和模态匹配控制提高陀螺信噪比。采用搭建好的控制系统对陀螺主要性能指标参数进行测试,其中包括陀螺标度因子、零偏稳定性、零偏温度特性以及驱动频率温度特性等。(本文来源于《厦门大学》期刊2017-04-01）
张云福[2]（2014）在《电容式微机械陀螺仪读出电路研究与设计》一文中研究指出MEMS技术的应用可以使陀螺仪微型化,制造出微机械陀螺仪,它具有体积小、成本低、功耗小的特点,更重要的是微机械陀螺仪可以大规模地批量生产,由于这些特点,微机械陀螺仪对导航系统、汽车电子、消费电子领域有着广泛的应用前景。然而,微型化的后果导致传感器信号非常微弱,读取如此小的信号是非常困难的,是高性能的陀螺仪设计所面临的一个挑战。本文针对解决这个问题设计了一个读出电路。为了检测到非常微弱的角速率信号,信号需要经过正确的放大和解调。但是,放大如此小的信号需要一个低噪声、高灵敏度的前端放大器,而且设计这样的放大器是非常困难的。为解决上述问题,本文提出了一种改进的连续时间前端的读出电路,其前端结构为一个以T型电阻网络为反馈电阻的电荷敏感放大器(CSA),为了减小前端放大器的噪声,对输入晶体管的尺寸做了相应的优化。另一方面,在解调过程中,由于来自比较器的解调时钟信号通常有一定的相移,这将会造成输出信号中存在误差。对于这个问题,本文提出了一种简单有效的误差校正算法,经仿真验证,此算法能够有效地减小输出角速率信号的误差率。本文在0.25μm BiCOMS工艺下实现了所提出的读出电路设计。在陀螺表头电容变化量为100fF、信号带宽为100Hz的情况下,仿真结果表明,前端放大器的输出噪声和灵敏度分别为75.6 nV/Hz和2 mV/fF,读出电路的参考输入噪声电容和输出灵敏度分别为0.776 aF/Hz和6.36 mV/fF,信噪声比为82.2 dB。经过误差校正算法后,误差率由13.7%降到了0.3%。(本文来源于《电子科技大学》期刊2014-03-31）
王艳红,赵文智,杨明[3]（2013）在《电容式微机械陀螺闭环驱动系统研究》一文中研究指出主要研究了电容式微机械陀螺闭环驱动系统,首先对无自动增益控制闭环驱动系统和自动增益控制闭环驱动系统进行比较分析,然后深入分析叁种自动增益控制闭环驱动系统,最后提出了电容式微机械陀螺直流自动增益控制闭环驱动系统.(本文来源于《安徽师范大学学报(自然科学版)》期刊2013年04期）
张云福,吕梦琴,罗亮,李荣宽[4]（2013）在《电容式微机械陀螺仪信号检测电路》一文中研究指出提出了一种电容式微机械陀螺仪信号检测方案。该方案与将信号调制到高频后再检测的方案不同,所提方案只需在质量块上加一稳定直流电压,然后与敏感前端CV转换电路相连接,完成电容变化信号到电压信号的检测,因此,简化了电路结构,并且可以消除静态检测电容不相等所造成的误差和获得较低的等效输入噪声。对所设计的电路进行了简要介绍,并且对电路噪声性能进行了分析与推导,在Cadence环境下,基于标准0.25μm COMS工艺模型,对电路进行设计和仿真,显示该电路可达1.2 aF的电容分辨率。(本文来源于《传感技术学报》期刊2013年06期）
蒋庆华,苑伟政,谢建兵[5]（2012）在《电容式微机械陀螺接口电路噪声分析》一文中研究指出电容式微机械陀螺接口电路的噪声抑制特性直接影响了其关键性能指标,是微机械陀螺研究的重点。基于电荷放大器为前置放大电路的微机械陀螺接口电路为研究对象,建立了包含运放输入电容、输入电阻、噪声电流、噪声电压、反馈电阻噪声、寄生电容在内的电荷放大器电容分辨率的模型,提出了通过增大载波电压、选择低噪声电压和噪声电流运放、增大反馈电阻提高分辨率的方法。采用厚膜电路实现的电荷放大器进行了实验,结果表明电荷放大器的输出噪声和理论计算值处于同一数量级,电容分辨率可以到达10-19 F。(本文来源于《电子测量技术》期刊2012年05期）
赵幸娟[6]（2012）在《电容式微机械陀螺外围接口电路的设计与测试》一文中研究指出作为角速度测量系统，微机械陀螺仪测量系统在军事与民事中得到广泛应用，并具有广阔的发展与应用前景，其外围接口电路性能直接影响微机械陀螺仪系统的测量精度，因此本文主要针对电容式微机械陀螺仪外围接口电路展开研究，其中包括驱动电路与检测电路两部分。论文首先对微机械陀螺仪的国内外发展现状、发展趋势以及外围接口电路进行了初步研究，阐述了论文的意义与本论文所进行的主要工作。然后，根据动力学方程，建立了微机械陀螺仪的驱动与检测电学模型，利用Pspice仿真软件进行仿真分析，通过对驱动、检测电学模型进行的交流小信号以及瞬态分析模拟，分析了陀螺灵敏度和带宽等性能，并对陀螺驱动频率、模态匹配电压等工作参数进行了优化。在理论研究的基础上，设计了开环驱动电路与闭环自激驱动电路，并进行了自激驱动电路的设计、仿真与测试，然后结合微机械陀螺的Pspice驱动等效电学模型，验证了电路的可行性。接下来，进行了检测电路设计与测试。首先设计了静态小电容检测电路，利用电容串联的方法验证了该差分电容检测电路的可行性，测试过程中，电容测试精度为10-17F。当静态电容检测电路的性能得到验证后，将电路进行改进，得到动态电容检测电路，并进行仿真验证。最后，为了实现电路的集成与优化，本文进行了厚膜混合集成电路实验，将驱动与检测电路进行集成，并对集成电路进行了验证分析，其测试精度有一定程度提高。(本文来源于《中北大学》期刊2012-04-24）
李芊,徐剑芸,鲁浩,游江[7]（2011）在《一种通用的电容式微机械陀螺接口电路研究》一文中研究指出在分析电容式微机械陀螺驱动和敏感模态运动方程的基础上,提出了一种通用的电容式微机械陀螺接口电路方案。该电路包含检测和驱动电路两个部分,在检测电路方面以C-V检测电路分析为基础设计了陀螺驱动和敏感模态振动检测电路,在驱动电路方面重点研究了采用锁相的方法实现驱动模态稳频控制的频率控制回路和采用整流以及直流电压调整的方法实现驱动模态恒幅控制的振幅控制回路的设计。最后,为验证设计电路,针对一种音叉电容式微机械陀螺制作了PCB实验电路板。实验表明,该电路能够有效地提高陀螺的灵敏度和刻度因子的稳定性。(本文来源于《航空兵器》期刊2011年06期）
张琼[8]（2011）在《电容式微机械陀螺仪的设计与仿真分析》一文中研究指出提出了一种静电梳齿驱动、电容检测的微机械陀螺仪,分析了其工作原理。同时,通过陀螺进行了必要的仿真和相关的分析计算,并根据加工工艺的要求,得到合理的结构。采用体硅标准工艺设计了陀螺的工艺版图,对其进行了封装分析。(本文来源于《机电技术》期刊2011年05期）
莫冰,郑琦,刘晓为,陈斯浩[9]（2011）在《静电驱动电容式微机械陀螺寄生Coriolis力的建模与分析》一文中研究指出在静电驱动电容式微机械陀螺传感器结构的基础上,对寄生Coriolis力进行受力分析,建立了寄生Coriolis力的等效电学模型。比较分析了理想情况下微机械陀螺的等效电学模型以及包含寄生Coriolis力的等效电学模型,结果表明,对于静电驱动电容式微机械陀螺,寄生Coriolis力并不改变有用信号的频率及相位,对其峰峰值的衰减程度小于0.2‰。(本文来源于《微电子学》期刊2011年04期）
谭秋林,石云波,张文栋,刘俊,张琼[10]（2011）在《具有栅结构与静电梳齿驱动的电容式微机械陀螺的仿真、设计与测试》一文中研究指出电容式陀螺仪是一种振动式陀螺仪,由于加工的特殊性使其具有了传统的陀螺无法比拟的优点,从而拓宽了其应用领域.为了提高陀螺仪的检测精度,本文提出了一种静电梳齿驱动、栅结构的电容式检测的微机械陀螺仪的设计方法,并分析了其工作原理.运用ANSYS软件对陀螺结构进行了仿真和模态分析,仿真结果与理论计算结果相接近.所设计的陀螺结构采用体硅标准工艺方法进行了设计,并对其进行了流片加工和封装,最终得到了电容式微机械陀螺仪.实验测试的结果表明,陀螺驱动模态的固有频率为4.06 kHz,灵敏度为0.027 9 V/((°)s-1).(本文来源于《纳米技术与精密工程》期刊2011年03期）
电容式微机械陀螺论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
MEMS技术的应用可以使陀螺仪微型化,制造出微机械陀螺仪,它具有体积小、成本低、功耗小的特点,更重要的是微机械陀螺仪可以大规模地批量生产,由于这些特点,微机械陀螺仪对导航系统、汽车电子、消费电子领域有着广泛的应用前景。然而,微型化的后果导致传感器信号非常微弱,读取如此小的信号是非常困难的,是高性能的陀螺仪设计所面临的一个挑战。本文针对解决这个问题设计了一个读出电路。为了检测到非常微弱的角速率信号,信号需要经过正确的放大和解调。但是,放大如此小的信号需要一个低噪声、高灵敏度的前端放大器,而且设计这样的放大器是非常困难的。为解决上述问题,本文提出了一种改进的连续时间前端的读出电路,其前端结构为一个以T型电阻网络为反馈电阻的电荷敏感放大器(CSA),为了减小前端放大器的噪声,对输入晶体管的尺寸做了相应的优化。另一方面,在解调过程中,由于来自比较器的解调时钟信号通常有一定的相移,这将会造成输出信号中存在误差。对于这个问题,本文提出了一种简单有效的误差校正算法,经仿真验证,此算法能够有效地减小输出角速率信号的误差率。本文在0.25μm BiCOMS工艺下实现了所提出的读出电路设计。在陀螺表头电容变化量为100fF、信号带宽为100Hz的情况下,仿真结果表明,前端放大器的输出噪声和灵敏度分别为75.6 nV/Hz和2 mV/fF,读出电路的参考输入噪声电容和输出灵敏度分别为0.776 aF/Hz和6.36 mV/fF,信噪声比为82.2 dB。经过误差校正算法后,误差率由13.7%降到了0.3%。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电容式微机械陀螺论文参考文献
[1].王欢.基于锁相调制技术的电容式微机械陀螺工艺实现及检测系统研究[D].厦门大学.2017
[2].张云福.电容式微机械陀螺仪读出电路研究与设计[D].电子科技大学.2014
[3].王艳红,赵文智,杨明.电容式微机械陀螺闭环驱动系统研究[J].安徽师范大学学报(自然科学版).2013
[4].张云福,吕梦琴,罗亮,李荣宽.电容式微机械陀螺仪信号检测电路[J].传感技术学报.2013
[5].蒋庆华,苑伟政,谢建兵.电容式微机械陀螺接口电路噪声分析[J].电子测量技术.2012
[6].赵幸娟.电容式微机械陀螺外围接口电路的设计与测试[D].中北大学.2012
[7].李芊,徐剑芸,鲁浩,游江.一种通用的电容式微机械陀螺接口电路研究[J].航空兵器.2011
[8].张琼.电容式微机械陀螺仪的设计与仿真分析[J].机电技术.2011
[9].莫冰,郑琦,刘晓为,陈斯浩.静电驱动电容式微机械陀螺寄生Coriolis力的建模与分析[J].微电子学.2011
[10].谭秋林,石云波,张文栋,刘俊,张琼.具有栅结构与静电梳齿驱动的电容式微机械陀螺的仿真、设计与测试[J].纳米技术与精密工程.2011