导读:本文包含了石英微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:信息处理技术,石英微陀螺,驱动控制,谐振
石英微陀螺论文文献综述
谢立强,邢建春,董培涛,吴学忠[1]（2013）在《石英微陀螺的驱动控制方法研究》一文中研究指出基于相位控制技术设计了石英微陀螺驱动轴的谐振环路,使其产生驱动模态振动。通过提取系统信号幅值的方法,设计了基于速度幅值的控制器,使微陀螺驱动轴的振动幅值保持恒定。建立了Matlab Simulink模型,仿真结果与所设计的谐振环路和幅值控制系统的驱动控制效果一致。试制了石英微陀螺的驱动控制电路,驱动电路的测试结果表明:谐振环路振荡频率与驱动模态频率非常接近,稳幅控制器使得驱动轴迅速起振,并在0.5 s内稳定,谐振频率下的幅值高于噪声85 dB,振动幅值稳定性有显着改善。(本文来源于《兵工学报》期刊2013年06期）
宋冉[2]（2012）在《石英微陀螺正弦驱动带通滤波器设计》一文中研究指出石英微陀螺是一种测量角速率的微惯性传感器。实现石英微陀螺的正弦驱动对提高其检测的稳定性、分辨力、灵敏度等有重要意义。带通滤波器(BPF)是石英微陀螺正弦驱动电路的重要组成部分。本文分别设计了开关电容(SC)和跨导电容(OTA-C)带通滤波器。SC滤波器由于其精确度高、面积小在中低频领域有着广泛的应用，是重要的离散时间滤波器。连续时间OTA-C滤波器由于其工作频率高、参数可调等优点日益受到重视，成为研究的热点。本文系统研究了石英微陀螺驱动检测原理以及滤波器基本理论。在研究开关电容电路基础上用信号流图法设计了双二阶开关电容滤波器；根据Matlab系统设计得到满足设计要求的带通滤波器的阶数、传输函数；采用级联法实现四阶Elliptic SC带通滤波器。研究了跨导放大器(OTA)的原理，利用工作在线性区的MOS管结合Gain-boost技术、迁移率补偿技术实现了小跨导增益、大线性度的全差分OTA；利用该OTA实现不同Q值的二阶OTA-C带通滤波器；由Matlab完成高阶带通滤波的系统级设计并通过级联法实现六阶ButterworthOTA-C带通滤波器。本文采用0.5μm CMOS工艺在Cadence Spectre中对设计的电路进行仿真，仿真结果显示：四阶Elliptic SC-BPF在频率35.4kHz处增益衰减了55.6dB；总的负载电容为47.5pF，电容分布为27.5；由离散傅里叶变换(DFT)得到的频谱图显示总谐波失真(THD)小于-40dB。OTA的跨导增益为0.42μS，输入峰峰值为1V的差分信号跨导增益改变量小于0.01；六阶Butterworth OTA-C BPF在35.4kHz处的增益衰减了55dB，在通带内相位接近线性。SC和OTA-C滤波器均实现了设计要求，SC滤波器的频率精确度明显大于OTA-C滤波器，且阶数和电容都比较小，但是OTA-C没有时钟电路，设计更简单，且相位特性较好。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2012-06-01）
谢立强[3]（2010）在《基于剪应力检测的新型石英微陀螺关键技术研究》一文中研究指出武器装备小型化、打击精确化急需大量的微陀螺产品,但国内微陀螺的研究水平与国外差距较大,国外高性能的微陀螺对我国严格限制。因此,开展微陀螺技术研究,提高自主创新能力具有重要意义。石英微陀螺的敏感结构通常为单端音叉或双端音叉形式,驱动模态为音叉在宽度方向的振动,敏感模态为音叉在厚度方向的振动。检测敏感模态的振动是通过压电效应感测音叉弯曲产生的正应力实现的,然而对于石英而言,正应力对应的压电系数并不是最大的,决定了正应力检测方案并不能充分发挥石英的压电特性。此外,检测正应力需要在结构侧壁上制备平行分开的两个电极。对于MEMS这种二维加工工艺来讲,在微结构侧壁上制备电极图形的难度很大,且侧壁电极的尺寸误差直接关系到微陀螺的性能。针对上述问题,本文提出了一种基于剪应力检测哥氏力的方法,利用该方法研制了一种新型石英微陀螺。剪应力检测方法采用石英最大的压电系数作为机电转换系数,利于提升微陀螺的灵敏度。同时,剪应力检测方法使微结构的侧壁只需制作单块电极,降低了电极的加工难度。本文主要围绕基于剪应力检测的新型石英微陀螺的设计理论、加工工艺、测控技术开展研究,主要研究内容如下:1.提出了一种基于剪应力检测的新型石英微陀螺结构,对其力学特性、工作模态进行了理论分析,依此确定了微陀螺的结构尺寸。该陀螺采用全差分结构,可以有效地抑制外界振动,尤其是加速度的影响;采用滑膜阻尼的振动方式,有利于提高结构振动的品质因子。经过测试,大气下驱动模态的品质因子为7600,敏感模态的品质因子为600。2.建立了微陀螺的动力学响应模型,理论描述了微陀螺的动态特性。分析了结构阻尼特性,得到了影响微陀螺振动的最主要阻尼形式;利用模态迭加法,对结构的振动特性进行了分析,计算得到了微陀螺结构的灵敏度;利用导纳圆方法建立了描述石英微陀螺振动特性的等效电路模型,并分析了机械域参数与电域模型之间的关系;通过绘制导纳圆辨识得到了石英微陀螺等效电路的模型参数。3.基于各向异性湿法腐蚀工艺,制作了新型石英微陀螺器件。利用石英各晶面腐蚀速率的差异,提出了预测腐蚀后侧壁形貌的方法;针对结构侧壁残留晶棱的问题,提出了一种湿法腐蚀侧壁修形工艺,解决了结构侧壁不平整的问题;搭建了微陀螺电极制备系统,利用机械掩膜的方法,实现了石英微陀螺叁维表面电极的制作。基于上述技术制作的微陀螺敏感结构尺寸为13.0mm×12.2mm×0.5mm,最小特征尺寸为0.3mm。4.根据新型石英微陀螺的机电耦合特点,研制了微陀螺的测控电路。利用相位控制技术,设计了自激励驱动的谐振方法;提出了静电容补偿方法,解决了模态频率变化对谐振环路影响较大的问题;设计了控制驱动轴振动幅值的闭环控制器,使驱动轴的振幅保持恒定;利用相关解调技术,实现了在微弱哥氏力信号中提取角速度的方法。5.对新型石英微陀螺的原理样机进行了性能测试,室温下其在±150?/s动态范围内的刻度因子为23.9mV/(?/s),非线性度为1.1%,输出噪声频谱密度为0.1(?/s)/√Hz,零偏稳定性为0.37?/s,频率温度系数为-6.5ppm/?C。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2010-03-01）
张尔东[4]（2010）在《音叉式石英微陀螺CMOS集成检测电路设计》一文中研究指出音叉式石英微机械陀螺是用于测量物体相对惯性空间转动的角速度或角度的装置,用来确定载体的方位或导航。由于其具有体积小、功耗低、可靠性高等特点,近年来,被广泛应用于军事和民用领域。但是,仅仅有微机械陀螺器件是不能检测出陀螺所测量的角速度信号的,还必须通过合理的检测电路把陀螺所产生的微小的电荷量转换为所需要的电压信号才能进行相应的后续处理,进而得出微机械陀螺器件所量测的角速度。因此如何设计好音叉式石英微陀螺检测电路至关重要。本文针对音叉式石英微机械陀螺进行检测电路设计,检测电路包括低噪声输入级、高增益放大级和满摆幅输出级。在电路设计中,采用PMOS差分输入和折迭式共源共栅结构,通过对晶体管参数的调整来降低噪声、提高增益;低噪声输入级的全差分输出结构与高增益放大级的全差分输入结构实现了良好的匹配,进而减小了系统的失调电压和失调温度系数;带启动电路的自举基准电流源和一种利用跨导和电容进行反馈频率补偿的新型结构增强了电路的精确度、抗电源干扰能力和稳定性。基于CSMC 0.5μm CMOS工艺模型对电路各个晶体管的参数进行了设定,运用H-Spice对检测电路及解调电路进行了仿真、参数调整和验证。得到检测电路性能仿真结果为:开环增益达128.13dB、相位裕度88°、SR为2V/μs、输出噪声在低频时小于40nV/ HZ、满摆幅输出。其输出信号仿真结果表明当输入电荷量每变化5×10?15C时,输出电压变化约1mV;并且经解调后电路得到的电压信号与输入角速度信号具有很高的线性度。从仿真数据可以看出该检测电路具有高增益、、高精度、低噪声的特点,从而能够更好的实现对音叉式石英微机械陀螺所产生的微小电荷量的检测,与后续电路可实现良好的匹配。最后,利用Cadence软件对检测电路进行了版图设计,充分考虑了器件之间的匹配性,减少了寄生效应,改善了电路性能,并通过设计规则检查和版图与电路图一致性比较,验证了版图设计的正确性。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2010-03-01）
张巧云,林日乐,谢佳维,朱振忠,张挺[5]（2009）在《石英微加工技术在微陀螺研制中的应用(英文)》一文中研究指出利用集成电路演变而来的微加工技术研制的微型陀螺,便于批量生产。其成本低,质量轻,抗冲击。该文介绍了石英微陀螺的基本结构和工作原理,叙述了石英晶体化学各向异性刻蚀的工作机理和加工方法。利用化学各向异性刻蚀加工技术,研制出微型陀螺样机,其主要技术指标:零偏稳定性为15(°)/h,线性度为0.05% ,分辨率为0.008 (°)/s,带宽为50Hz。(本文来源于《压电与声光》期刊2009年06期）
王浩旭[6]（2009）在《石英微陀螺结构优化与制造工艺研究》一文中研究指出石英以其良好的压电特性、较高的温度稳定性和机械性能,使得石英微陀螺具有结构简单、稳定性好、可靠性高、易于驱动检测等优点,成为MEMS陀螺的研究热点。本文以一种新型石英微陀螺为研究对象,对其结构设计、制作工艺、误差分析和封装测试进行了系统的研究,具体内容如下:1.介绍了石英微陀螺的工作原理,针对目前石英微陀螺的敏感电极难以制作的问题,提出了一种新型石英微陀螺结构,成功地解决了电极制作的难题。通过陀螺结构进行有限元分析,获得了尺寸参数与模态频率之间的关系,以此进行优化设计,实现了驱动频率和检测频率的相互匹配。2.通过综合分析石英的各种微加工方法,选择湿法腐蚀工艺作为石英微陀螺的制造方法并设计了整个工艺方案。重点研究了掩模层的制备、各向异性湿法腐蚀和叁维结构表面电极的制作叁种工艺,对比分析了各项参数对工艺质量的影响,通过优化确定了每个实验环节的工艺参数。最后经过工艺实验完成了微陀螺样机的制作。3.分析了石英微陀螺制作过程中存在的主要误差,包括切向误差、晶向对准误差、双面对准误差、侧壁晶棱误差、湿法腐蚀误差和电极对准误差等。针对工艺误差对石英微陀螺性能的影响,提出了对应的修正方法。4.在转台上对石英微陀螺的性能进行了灵敏度测试,其主要性能参数为刻度因子1.45mV/°/s,非线性度0.38%,测量范围±200°/s。测试结果表明,本文研究的石英微陀螺在大气环境下具有较高的Q值、较大的灵敏度,达到了预期的设计要求。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2009-11-01）
谢立强,吴学忠,李圣怡[7]（2007）在《石英微陀螺的机械耦合问题研究》一文中研究指出通过研究石英微陀螺的机械耦合误差,对理想和非理想陀螺进行了机械建模和分析,推导出了微陀螺的敏感输出信号和机械耦合的关系公式。通过仿真,讨论了机械耦合与陀螺各参数之间的关系和相互影响程度。(本文来源于《国防科技大学学报》期刊2007年01期）
谢立强,吴学忠,李圣怡[8]（2005）在《相关检测与自动增益控制在音叉式石英微陀螺中的应用》一文中研究指出通过研究音叉式石英微陀螺的工作原理,针对如何提升音叉式石英微陀螺的各项性能参数等问题,介绍了基于相关检测和自动增益控制的一种陀螺正弦恒幅驱动和弱信号检测方案,并应用于石英微陀螺角速率传感器中,有效地提高了陀螺仪的各项性能。(本文来源于《中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集（一）》期刊2005-08-01）
石英微陀螺论文开题报告
（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：
石英微陀螺是一种测量角速率的微惯性传感器。实现石英微陀螺的正弦驱动对提高其检测的稳定性、分辨力、灵敏度等有重要意义。带通滤波器(BPF)是石英微陀螺正弦驱动电路的重要组成部分。本文分别设计了开关电容(SC)和跨导电容(OTA-C)带通滤波器。SC滤波器由于其精确度高、面积小在中低频领域有着广泛的应用，是重要的离散时间滤波器。连续时间OTA-C滤波器由于其工作频率高、参数可调等优点日益受到重视，成为研究的热点。本文系统研究了石英微陀螺驱动检测原理以及滤波器基本理论。在研究开关电容电路基础上用信号流图法设计了双二阶开关电容滤波器；根据Matlab系统设计得到满足设计要求的带通滤波器的阶数、传输函数；采用级联法实现四阶Elliptic SC带通滤波器。研究了跨导放大器(OTA)的原理，利用工作在线性区的MOS管结合Gain-boost技术、迁移率补偿技术实现了小跨导增益、大线性度的全差分OTA；利用该OTA实现不同Q值的二阶OTA-C带通滤波器；由Matlab完成高阶带通滤波的系统级设计并通过级联法实现六阶ButterworthOTA-C带通滤波器。本文采用0.5μm CMOS工艺在Cadence Spectre中对设计的电路进行仿真，仿真结果显示：四阶Elliptic SC-BPF在频率35.4kHz处增益衰减了55.6dB；总的负载电容为47.5pF，电容分布为27.5；由离散傅里叶变换(DFT)得到的频谱图显示总谐波失真(THD)小于-40dB。OTA的跨导增益为0.42μS，输入峰峰值为1V的差分信号跨导增益改变量小于0.01；六阶Butterworth OTA-C BPF在35.4kHz处的增益衰减了55dB，在通带内相位接近线性。SC和OTA-C滤波器均实现了设计要求，SC滤波器的频率精确度明显大于OTA-C滤波器，且阶数和电容都比较小，但是OTA-C没有时钟电路，设计更简单，且相位特性较好。
（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。
石英微陀螺论文参考文献
[1].谢立强,邢建春,董培涛,吴学忠.石英微陀螺的驱动控制方法研究[J].兵工学报.2013
[2].宋冉.石英微陀螺正弦驱动带通滤波器设计[D].哈尔滨工业大学.2012
[3].谢立强.基于剪应力检测的新型石英微陀螺关键技术研究[D].国防科学技术大学.2010
[4].张尔东.音叉式石英微陀螺CMOS集成检测电路设计[D].哈尔滨理工大学.2010
[5].张巧云,林日乐,谢佳维,朱振忠,张挺.石英微加工技术在微陀螺研制中的应用(英文)[J].压电与声光.2009
[6].王浩旭.石英微陀螺结构优化与制造工艺研究[D].国防科学技术大学.2009
[7].谢立强,吴学忠,李圣怡.石英微陀螺的机械耦合问题研究[J].国防科技大学学报.2007
[8].谢立强,吴学忠,李圣怡.相关检测与自动增益控制在音叉式石英微陀螺中的应用[C].中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集（一）.2005