MEMS 慣性傳感器接口芯片集成技術

前言
第1章 MEMS慣性傳感器工作原理 1
1.1 MEMS加速度計工作原理 1
1.1.1 電容式加速度計工作原理 2
1.1.2 壓阻式加速度計工作原理 7
1.1.3 壓電式加速度計工作原理 9
1.1.4 諧振式加速度計工作原理 13
1.2 MEMS陀螺工作原理 20
1.2.1 微機械陀螺模型 22
1.2.2 石英陀螺工作原理 25
1.2.3 靜電驅動電容式微機械陀螺工作原理 29
參考文獻 38

第2章 MEMS慣性傳感器接口集成電路工作原理 39
2.1 MEMS加速度計接口ASIC方案 39
2.1.1 敏感電容讀出方案 39
2.1.2 開環檢測方案 42
2.1.3 閉環檢測方案 46
2.1.4 機電sigma-delta檢測方案 51
2.2 MEMS陀螺接口ASIC原理 57
2.2.1 石英陀螺接口ASIC原理 57
2.2.2 矽陀螺接口ASIC原理 60
參考文獻 103

第3章 MEMS慣性傳感器接口電路集成通用關鍵技術 105
3.1 MEMS慣性傳感器噪聲抑制技術 105
3.1.1 相敏解調技術 105
3.1.2 相關雙采樣技術 110
3.1.3 斬波穩定技術 114
3.2 MEMS慣性傳感器數字化技術 115
3.2.1 高精度模數轉換技術 115
3.2.2 機電sigma-delta數字化技術 131
3.3 MEMS慣性傳感器非理想特性補償技術 135
3.3.1 機械結構溫度特性模型 135
3.3.2 溫度補償方法 143
3.3.3 低溫漂接口電路設計 147
參考文獻 148

第4章 MEMS慣性傳感器接口集成電路專用關鍵技術 150
4.1 MEMS陀螺驅動相位、幅值控制技術 150
4.2 MEMS陀螺閉環檢測和模態匹配技術 162
4.2.1 閉環檢測技術 162
4.2.2 模態匹配技術 163
4.3 MEMS加速度計性能自檢測方法 168
4.3.1 閉環零位漂移機理分析 168
4.3.2 閉環零位漂移在線自檢測方法 172
4.4 MEMS慣性傳感器電壓檢測紋波抑制技術 175
4.4.1 連續時間紋波抑制技術 175
4.4.2 自動校正回路紋波消除技術 179
參考文獻 183

第5章 MEMS慣性傳感器接口集成電路設計實例 185
5.1 MEMS加速度計接口電路設計實例 185
5.1.1 機械結構等效電學模型 185
5.1.2 接口電路設計 186
5.1.3 加速度計系統仿真 202
5.1.4 版圖設計 205
5.2 MEMS陀螺接口集成電路設計實例 208
5.3 石英陀螺接口集成電路設計實例 217
5.3.1 前級電荷放大器參數優化設計 217
5.3.2 自動增益控制電路設計 220
5.3.3 跨阻放大器設計 220
參考文獻 222