[發明專利]微機電諧振器系統中相位噪聲模型的建立方法

在審

• 申請號: 201910332729.1
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN109977616A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 蘇巖
• 申請（專利權）人: 蘇州感測通信息科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

1.一種微機電諧振器系統中相位噪聲模型的建立方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、對微機電諧振器系統中的噪聲進行分類；

S2、假設噪聲為單位沖擊函數，計算得到噪聲影響下諧振器的復數響應，得到幅度抖動與相位抖動，隨后將諧振器的傳遞函數分解為幅度調制和相位調制兩條路徑，通過幅度調制和相位調制兩條路徑分別對幅度抖動與相位抖動進行轉化處理，將處理結果合并得到諧振器系統的頻率抖動，最終構建出一個用于分析諧振器相位噪聲的多輸入模型；

S3、建立微機電諧振器系統中的相位噪聲模型。

2.根據權利要求1所述的微機電諧振器系統中相位噪聲模型的建立方法，其特征在于，S1包括如下步驟：依據各類物理噪聲進入系統的方式，將各類物理噪聲源劃分為三種類型，所述三種類型包括加性噪聲、乘性噪聲以及剛度調制噪聲。

3.根據權利要求2所述的微機電諧振器系統中相位噪聲模型的建立方法，其特征在于：所述加性噪聲表示電路模塊產生的直接加入系統信號的噪聲，所述乘性噪聲表示微機電諧振器系統中各模塊增益的抖動，所述剛度調制噪聲表示能夠直接引起微機電諧振器等效剛度發生變化的參數所產生的抖動。

4.根據權利要求2所述的微機電諧振器系統中相位噪聲模型的建立方法，其特征在于，S2包括如下步驟：

S21、令n_add代表均值為0的加性噪聲、n_mul代表均值為1的乘性噪聲，假設加性噪聲n_add和乘性噪聲n_mul為一個τ時刻發生的單位沖激函數，表達式為

其中，t≠τ；

S22、定義一個調制矩陣M(τ)，其中每個元素都是時間τ的函數，矩陣表達式為

每個加性噪聲和乘性噪聲均會通過調制矩陣M(τ)被分解為幅度調制噪聲和相位調制噪聲，用n^<a>表示幅度調制噪聲、用n^<p>表示相位調制噪聲，表達式為

[n^<p>(τ) n^<a>(τ)]＝M^T(τ)[n_add(τ) n_mul(τ)]^T；

S23、將諧振器的傳遞函數分解為幅度調制和相位調制兩個傳遞函數，

分解出的幅度子系統的傳遞函數的表達式為

分解出的相位子系統的傳遞函數的表達式為

其中，ω_c是分解后的相位調制傳遞函數的截止頻率、即3dB帶寬；

S24、將S22中分解后的噪聲通過S23中被分解的傳遞函數轉變為幅度抖動和相位抖動，微機電諧振器系統中的幅度抖動和相位抖動的表達式為

S25、用K_eff表示微機電諧振器系統的等效剛度，計算得到微機電諧振器系統的等效剛度變化Δk_eff；

S26、計算微機電諧振器系統的頻率ω，計算公式為

其中，k₀為微機電諧振器系統理想情況下的剛度，

微機電諧振器系統的等效剛度變化Δk_eff通過上述公式轉變為幅度調制路徑的頻率抖動Δω_SM；

S27、將微機電諧振器系統產生的相位抖動Δθ_PM經過微分運算得到相位調制路徑的頻率抖動Δω_PM，計算公式為

S28、將幅度調制路徑的頻率抖動Δω_SM與相位調制路徑的頻率抖動Δω_PM相加得到微機電諧振器系統完整的輸出噪聲Δω_total，計算公式為Δω_total＝Δω_SM+Δω_PM。