上海交通大学 电子信息与电气工程学院 微纳电子学系, 微米/纳米加工技术国家级重点实验室, 薄膜与微细技术教育部重点实验室, 上海 200240
由SOI片制备的微多环谐振陀螺仪在测试过程中, 不可避免地会引入馈通信号, 而目前常用的差分检测馈通取消方式高度依赖微陀螺仪和检测电路的对称性, 不能有效地消除馈通信号。针对此问题, 提出了一种基于反相信号的馈通取消方案, 通过在驱动和检测电极之间施加与馈通信号反相的信号, 从而抵消馈通效应带来的干扰, 该方法理论上可以在不降低驱动力的情况下将馈通信号完全取消。实验结果表明, 该方法能有效消除馈通信号对电容检测的影响, 谐振峰高度可提高约25倍。
微多环陀螺仪 电容检测 馈通效应 电学模型 馈通取消 micro multi-ring resonant gyroscope capacitance detection feed-through effect electrical model feed-through cancellation
1 上海航天设备制造总厂, 上海 200245
2 哈尔滨工业大学MEMS中心, 黑龙江 哈尔滨 150001
为了提高新型航天运载火箭中电容式液位传感器系统的电容检测性能, 设计了一款适用于航天运载火箭中电容式液位传感器的接口专用集成电路(Application Specitic Integrated Circuit,ASIC)芯片。首先, 完成了整体电路的系统级设计, 实现了对电容式液位传感器输出电容的线性检测, 将传感器输出电容量转化为与之呈线性关系的电压量输出。然后, 对接口ASIC芯片的线性度、噪声特性和温度环境适应性进行了理论分析与研究。最后, 采用0.5 μm CMOS工艺完成接口ASIC的流片, 并进行了芯片的性能测试。实际测试结果显示, 芯片电容检测非线性为0.005%, 输出噪声密度3.7 aF/Hz(待测电容40 pF), 电容测量稳定性7.4×10-5 pF(参考电容40 pF, 待测电容40 pF, 1 σ, 1 h), 输出零位温度系数4.5 μV/℃。测试结果证明, 该接口ASIC的电容检测性能已经达到国外最高性能的电容式液位传感器液位测量芯片的水准, 可以广泛应用到多种电容式检测传感器中。
电容式液位传感器 微弱电容检测 接口ASIC芯片 开关电容电路 capacitive liquid level sensor weak-capacitance detection interface Application Specitic Integrated Circuit( switched-capacitor circuits
