MEMS石英振梁高增益谐振电路的设计与分析

作     者：蔡安江 万垚 张栋鹏 杨琦奇 李村 CAI Anjiang;Wan Yao;Zhang Dongpeng;Yang Qiqi;Li Cun

作者机构：西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 陕西省纳米材料与技术重点实验室西安710055 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710054 

基　　金：国家自然科学基金(51805424) 陕西省教育厅科研计划项目(18JS059) 

出 版 物：《传感技术学报》 (Chinese Journal of Sensors and Actuators)

年 卷 期：2020年第33卷第3期

页      码：375-379页

摘      要：介绍了一种基于新型高阻抗QVBA的高增益谐振电路设计和谐振电路的分析测试实验。利用阻抗分析仪4294A测得石英振梁的等效参数,对石英振梁的电气特性进行分析,发现高阻抗石英振梁起振比普通晶振需要更高增益。基于双门振荡电路,利用运算放大器在开环系统中具有无限增益的理论,提高谐振电路的驱动能力。同时采用谐波抑制网络,指出谐波抑制网络可以抑制无用的频率避免传感器输出信号出现泛音频率,并提高谐振电路的稳频速度。考虑电噪声对输出波形质量的影响,在电路的输入部分采用滤波电容,并在电路的输出部分采用反向器整形,使电路输出标准的方波信号。最后利用安捷伦DSO5012A型号示波器和频率计对高增益谐振电路和石英振梁组成的谐振系统进行测试,测试结果表明本文设计的谐振电路与石英振梁组成的谐振系统可以输出标准的方波信号,输出频率精度达到10-5 kHz,在振动稳定以后频率变化小于0.1 Hz,无泛音频率出现,对研究高精度MEMS加速度计传感器具有重要意义。

主 题 词：QVBA 高阻抗 谐振电路 谐波抑制网络 高增益 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 081105[081105] 0802[工学-机械学] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1004-1699.2020.03.010

馆 藏 号：203906075...