[發明專利]微機械加速度計的5階連續低通諧振前饋型sigma-delta modulator閉環控制電路

無效

• 申請號: 201310021414.8
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103134950A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 苑偉政;陳方;杜松杰;常洪龍;謝建兵;袁廣明
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 呂湘連

1.微機械加速度計的5階連續低通諧振前饋型∑ΔM閉環控制電路，主要包括電荷放大器（5），高通濾波器（6），二極管（7），低通濾波器（8），全差分放大器（9），相位補償電路（10），積分電路Ⅰ（11），積分電路Ⅱ（12），積分電路Ⅲ（13），增益器（14），加法器（15），比較器（16），D觸發器（17），模擬開關（18）；當有外界加速度信號a(t)輸入時，導致檢測電容C1、C2發生變化，引起電容充放電電流發生變化，產生變化的電流信號i₁(t)和i₂(t)，電流信號經過頻率為f的載波V_c(t)進行高頻調制；調制信號經過電荷放大器（5），將電流信號轉換變為電壓信號V₁(t)和V₁′(t)；兩路電壓信號進入高通濾波器（6），濾除掉低頻干擾信號，高通濾波器（6）的截止頻率f_c3滿足：f_c1＜f；濾波后的信號經過二極管（7）進行解調，然后信號經過低通濾波器（8）進行濾波得到V₂(t)和V₂'(t)，低通濾波器（8）的截止頻率f_c5滿足：f_c2＜f；解調和濾波后的信號V₂(t)和V₂'(t)進入全差分放大器（9）對其做進一步的差分放大，得到兩路信號V₃(t)和V₃'(t)；之后V₃(t)和V₃'(t)進入相位補償電路（10）進行移相得到V₄(t)和V₄'(t)；移相后的信號V₄(t)和V₄'(t)依次通過積分電路Ⅰ（11）、積分電路Ⅱ（12）、積分電路Ⅲ（13）得到V₅(t)和V₅'(t)；積分電路Ⅲ輸出端的信號V₅(t)和V₅′(t)經增益器（14）進入積分電路Ⅱ的輸入端構成一個局部反饋，形成一個二階諧振環節，其諧振頻率f_R＝f_t；移相后的信號和第一、二、三級積分器輸出端的信號均進入加法器（15），得到前饋信號V₆(t)和V₆'(t)；比較器（16）對兩路前饋全差分信號V₆(t)和V₆′(t)進行比較，輸出一路高低電平的數字比較信號b'(t)；數字比較信號b′(t)經過D觸發器17），進行采樣頻率為f_S的采樣與量化，系統輸出脈寬密度調制數字信號b(t)；脈寬密度調制數字信號b(t)控制模擬開關（18）將反饋電壓V_fb加載到微機械加速度計的反饋電極上，形成閉環控制系統。