一种硅微谐振式压力传感器闭环检测系统技术方案

技术编号:22051523 阅读:49 留言:0更新日期:2019-09-07 14:02
本发明专利技术公开了一种硅微谐振式压力传感器闭环检测系统,包括模拟电路模块和数字电路模块,所述模拟电路模块由前置放大模块、信号处理模块和激励模块组成,所述数字电路模块由模数转换模块、全数字锁相环模块和数模转换模块组成,所述前置放大模块由检测电路和放大滤波电路组成,所述信号处理模块由移相器组成,所述全数字锁相环模块由分频器、数字鉴相器、数字环路滤波器和数控振荡器组成。本发明专利技术避免了模拟电路存在的电路结构复杂,信号抗干扰性弱,波形失真,零点漂移等缺点,相比于模拟锁相环,分频器可根据输入信号不同进行设置,满足二分频,三分频等,不易受到外界温度和电压的影响,抗干扰性能更强且具有更高的精度。

A Closed-Loop Detection System for Silicon Micro-Resonant Pressure Sensor

【技术实现步骤摘要】
一种硅微谐振式压力传感器闭环检测系统
本专利技术涉及谐振式压力传感器
,尤其涉及一种硅微谐振式压力传感器闭环检测系统。
技术介绍
上世纪90年代后,采用单晶体硅材料和微机械加工工艺的硅微谐振式压力传感器逐渐发展起来。硅微谐振式传感器主要优点有:一是测量精度是传感器的主要参数,而频率和周期相比于电阻值、电容值等,具有更高的测量精度,为最佳的测量对象;二是作为一个信号,频率信号相比幅值信号具有更强的抗干扰能力;三是硅微谐振式压力传感器测试精度主要是受谐振微结构机械性能的影响,本身存在的温漂和电路噪声对其测量精度的影响是远小于结构机械性能的影响,从测量总精度便可知,压阻式和电容式测量总精度通常只能达到0.1%,而谐振式硅微传感器一般可达到测量总精度为0.01%。硅微谐振式压力传感器的激励有开环激励和闭环激励两种。开环激励是对传感器施加一个与传感器中谐振器谐振频率相同的激励使其以固有频率起振。开环激励的优点在于激励电路较为简单,而缺点在于输入激励不能自动跟随谐振器谐振频率的变化而变化,这对硅微谐振式压力传感器的检测带来较大影响。闭环工作模式可以提高谐振频率测量精度和速度、扩大量程,并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅微谐振式压力传感器闭环检测系统,其特征在于:包括模拟电路模块和数字电路模块,所述模拟电路模块由前置放大模块、信号处理模块和激励模块组成,所述数字电路模块由模数转换模块、全数字锁相环模块和数模转换模块组成,所述前置放大模块由检测电路和放大滤波电路组成,所述信号处理模块由移相器组成,所述全数字锁相环模块由分频器、数字鉴相器、数字环路滤波器和数控振荡器组成,所述谐振器输出的微弱信号经过检测电路检测再通过放大滤波电路放大,滤除杂波并修整波形,通过移相器对系统的相位进行调整,信号经过模数转换模块后输入到数字鉴相器,在数字鉴相器中与数控振荡器输出的反馈信号进行对比,检测出两者相位差,并将检测出的...

【技术特征摘要】
1.一种硅微谐振式压力传感器闭环检测系统,其特征在于:包括模拟电路模块和数字电路模块,所述模拟电路模块由前置放大模块、信号处理模块和激励模块组成,所述数字电路模块由模数转换模块、全数字锁相环模块和数模转换模块组成,所述前置放大模块由检测电路和放大滤波电路组成,所述信号处理模块由移相器组成,所述全数字锁相环模块由分频器、数字鉴相器、数字环路滤波器和数控振荡器组成,所述谐振器输出的微弱信号经过检测电路检测再通过放大滤波电路放大,滤除杂波并修整波形,通过移相器对系统的相位进行调整,信号经过模数转换模块后输入到数字鉴相器,在数字鉴相器中与数控振荡器输出的反馈信号进行对比,检测出两者相位差,并将检测出的相位差信号转换成电压信号输出,信号经过数字环路滤波器滤波,然后作用于数控振荡器,数控振荡器的输出信号首先经过分频器将信号二分频再经过数模转换模块转换再进入激励模块,缩小其幅值后作为激励信号激励谐振器,实现传感器的全数字锁相环闭环检测系统。2.根据权利要求1所述的硅微谐振式压力传感器闭环检测系统,其特征在于:所述前置放大模块中的检测电路是跨阻放大检测电路。3.根据权利要求1所述的硅微谐振式压力传感器闭环检测系统,其特征在于:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:于慧君马俊彭倍周吴曾志
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:四川,51

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1