اطلاعات پایان نامه
شماره شناسایی : 39302063
نام و نام خانوادگی : احسان اعتمادنيا
عنوان پایان نامه : طراحی و شبیه سازی مدار رابط با نویز کم برای ژیروسکوپ های ارتعاشی MEMS در پروسه 0.18 میکرون استاندارد CMOS
رشته تحصیلی : مهندسي برق الكترونيك
مقطع تحصیلی : كارشناسي ارشد
استاد راهنما : سيدمحمدعلي زنجاني
استاد مشاور :
چکیده : ژیروسکوپ حسگری است که سرعت یا مقدار زاویه چرخش را اندازه¬گیری می¬کند. در این پایان نامه، طراحی و شبیه سازی مدار تحریک و خواندن برای یک حسگر میکرو الکترومکانیکی(MEMS) ارائه شده است. بحث اصلی شامل سیستم مداری یک حسگر ژیروسکوپ ارتعاشی سیلیکونی است که در یک آرایش حلقه بسته برای نوسانگر اولیه (تحریک) و آرایش حلقه باز برای نوسانگر ثانویه (سنس) عمل می¬کند.همچنین، برای نوسانگر اولیه از تحریک الکترواستاتیکی و برای خواندن نوسان خازنی نوسانگر ثانویه از آشکارساز خازنی استفاده شده است. طراحی مدار خواندن تغییرات خازنی حسگر ژیروسکوپ، مهمترین بخش طراحی است که شامل : مبدل زمان پیوسته خازن به ولتاژ با استفاده از تقویت کننده¬ی امپدانسی با ساختار T شکل، و تقویت سیگنال خروجی برای رسیدن به حد مطلوب می¬باشد. در مدار طراحی شده، تقویت کننده مبدل امپدانسی با ساختار T شکل برای آشکارسازی تغییرات خازنی ارائه شده است. این تقویت کننده می¬تواند گین 130 دسی بل را تولید کند که تفکیک پذیری حدود 18 af⁄√Hz را در فرکانس 10 کیلوهرتز را در اختیار می¬گذارد. برای تطبیق فرکانس مد تحریک و حس ژیروسکوپ، از مدارات حلقه قفل شده فاز و برای ثابت نگه داشتن دامنه نوسان تحریک از مدارات کنترل اتوماتیک سطح استفده شده است. در قسمت اندازه گیری نی از مدارات ضرب کننده جهت آشمارسازی سیگنال سرعت و سیگنال خطای یک چهارم حاصل از ساختار مکانیکی استفاده می شود.
کلمات کلیدی : حسگر, ژیروسکوپ, MEMS , نیروی کوریولیس, سیگنال , مدار
تاریخ دفاع : 1396/06/29
دانلود فایل چکیده

About Proposal
Title : DESIGN AND SIMULATION of DRIVE AND READOUT CIRCUIT FOR MEMS VIBRATORY GYROSCOPE.
Abstract : A gyroscope is a sensor that measure the velocity or amount of the rotation angle. In this thesis, issues related to the design and simulation of readout circuit for a micro-electro-mechanical angular velocity sensor arestudied. The work focuses on a circuit system based on a silicon vibratory microgyroscope which operates in the closeloop configuration mode for primary resonator (drive) and with an open-loop configuration of the secondary (sense) resonator. Furthermore, the gyroscope employs electrostatic excitation and capacitive detection. A T-network TIA is proposed as the front-end for resonant capacitive detection. . A T-network TIA is proposed as the front-end for resonant capacitive detection. Theimplemented T-network TIA provides gains of 130db , has a measured capacitive resolution of 18aF/√Hz at 10KHz . For matching the frequency of drive and sense mode of gyroscope and also for fixing the amplitude of drive signal is used from phased locked loop and automatic level control circuits respectively. In the measuring part, for detection of rate and quadrature signal is used from multiplier (mixer) circuits.
Keywords : Sensor, Gyroscope, Circuit, Coriolis, MEMS, Signal.
Download Abstract File