石英微陀螺正弦驅動帶通濾波器設計.pdf

1、石英微陀螺是一種測量角速率的微慣性傳感器。實現(xiàn)石英微陀螺的正弦驅動對提高其檢測的穩(wěn)定性、分辨力、靈敏度等有重要意義。帶通濾波器(BPF)是石英微陀螺正弦驅動電路的重要組成部分。本文分別設計了開關電容(SC)和跨導電容(OTA-C)帶通濾波器。SC濾波器由于其精確度高、面積小在中低頻領域有著廣泛的應用,是重要的離散時間濾波器。連續(xù)時間OTA-C濾波器由于其工作頻率高、參數(shù)可調等優(yōu)點日益受到重視,成為研究的熱點。
　　本文系統(tǒng)研究了石

2、英微陀螺驅動檢測原理以及濾波器基本理論。在研究開關電容電路基礎上用信號流圖法設計了雙二階開關電容濾波器;根據(jù)Matlab系統(tǒng)設計得到滿足設計要求的帶通濾波器的階數(shù)、傳輸函數(shù);采用級聯(lián)法實現(xiàn)四階EllipticSC帶通濾波器。研究了跨導放大器(OTA)的原理,利用工作在線性區(qū)的MOS管結合Gain-boost技術、遷移率補償技術實現(xiàn)了小跨導增益、大線性度的全差分OTA;利用該OTA實現(xiàn)不同Q值的二階OTA-C帶通濾波器;由Matlab完成

3、高階帶通濾波的系統(tǒng)級設計并通過級聯(lián)法實現(xiàn)六階ButterworthOTA-C帶通濾波器。
　　本文采用0.5μmCMOS工藝在CadenceSpectre中對設計的電路進行仿真,仿真結果顯示:四階EllipticSC-BPF在頻率35.4kHz處增益衰減了55.6dB;總的負載電容為47.5pF,電容分布為27.5;由離散傅里葉變換(DFT)得到的頻譜圖顯示總諧波失真(THD)小于-40dB。OTA的跨導增益為0.42μS,輸入峰