微硅陀螺激励子系统集成电路的研究与实现

【摘要】： 随着现代物理学、微电子、计算机和惯性技术的发展,微硅机械陀螺仪以其独特的优点成为惯性传感器的一个发展方向,在军用、民用技术和汽车工业有广泛的应用前景。微硅机械陀螺具有体积小、结构简单、易于加工、价格便宜、易于集成化等优点。 本课题旨在研究一种音叉振动微硅陀螺仪的静电激励系统。闭环激励系统的设计是基于差分电容传感器的工作原理。陀螺仪包含两个多晶硅传感结构,每个都含有在静电激励下而谐振的质量块,在有角速度的期间,谐振的速度是产生哥氏力所必需的。可动叉指放置在固定叉指之间形成了叉指电容结构,这种结构被称为梳状谐振器。本文设计并分析了主要由电荷放大器、带通滤波器、锁存比较器、激励输出接口组成的静电激励电路和直流电源电路。电路性能的分析和仿真结果表明电路达到了基本的要求。本文的最后,完成了采用BiCMOS工艺技术的工艺版图,并进行了一系列相关的版图验证工作。