| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第18-32页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第18-21页 |
| 1.2 国内外硅微谐振式加速度计研究进展 | 第21-25页 |
| 1.3 硅微谐振式加速度计测控电路研究现状 | 第25-30页 |
| 1.4 论文的研究内容 | 第30-32页 |
| 2 硅微谐振式加速度计相位噪声模型 | 第32-53页 |
| 2.1 硅微谐振式加速度计工作原理与噪声源 | 第33-36页 |
| 2.1.1 硅微谐振式加速度计基本运动方程 | 第33-34页 |
| 2.1.2 机械热噪声源及其特点 | 第34页 |
| 2.1.3 电路噪声源及其特点 | 第34-35页 |
| 2.1.4 MEMS振荡器系统中的噪声分类 | 第35-36页 |
| 2.2 硅微谐振式加速度计系统分解相位噪声模型 | 第36-41页 |
| 2.2.1 阻尼振荡器的分解分析 | 第36-39页 |
| 2.2.2 非线性因素影响下的硅微谐振式加速度计噪声系统建模 | 第39-41页 |
| 2.3 自动幅度控制的MEMS振荡器针对相位噪声性能的优化设计 | 第41-45页 |
| 2.3.1 基于自动幅度控制的MEMS振荡器 | 第41-42页 |
| 2.3.2 相位调制路径噪声分析 | 第42-44页 |
| 2.3.3 幅度调制路径噪声分析 | 第44页 |
| 2.3.4 硅微谐振式加速度计针对噪声性能的优化设计 | 第44-45页 |
| 2.4 相位噪声模型数值仿真及验证 | 第45-48页 |
| 2.4.1 线性MEMS振荡器相位噪声仿真分析 | 第45-47页 |
| 2.4.2 非线性MEMS振荡器相位噪声仿真分析 | 第47页 |
| 2.4.3 输出噪声成分分析 | 第47-48页 |
| 2.4.4 相位噪声与振幅关系仿真分析 | 第48页 |
| 2.5 相位噪声模型验证实验 | 第48-52页 |
| 2.5.1 非线性刚度的标定实验 | 第49页 |
| 2.5.2 静电刚度的标定实验 | 第49-50页 |
| 2.5.3 相位噪声测试与分析 | 第50-51页 |
| 2.5.4 零偏不稳定度与振幅的关系实验 | 第51-52页 |
| 2.6 小结 | 第52-53页 |
| 3 基于锁相环的硅微谐振式加速度计测控系统 | 第53-71页 |
| 3.1 基于锁相环的测控电路系统 | 第53-57页 |
| 3.1.1 基于自动增益控制的读出电路系统 | 第53-54页 |
| 3.1.2 基于锁相环的测控电路系统 | 第54-56页 |
| 3.1.3 嵌入式频率数字转换器 | 第56页 |
| 3.1.4 测控电路系统设计 | 第56-57页 |
| 3.2 基于锁相环的测控电路系统若干关键问题 | 第57-63页 |
| 3.2.1 噪声混叠问题 | 第57-58页 |
| 3.2.2 混合鉴频鉴相器的结构设计 | 第58-61页 |
| 3.2.3 稳定性问题 | 第61-63页 |
| 3.3 基于锁相环的测控电路系统相位噪声分析 | 第63-67页 |
| 3.3.1 系统分解相位噪声模型 | 第63-64页 |
| 3.3.2 幅度调制路径分析 | 第64-65页 |
| 3.3.3 相位调制路径分析 | 第65-67页 |
| 3.4 仿真分析 | 第67-70页 |
| 3.4.1 启动瞬态过程仿真 | 第67-68页 |
| 3.4.2 系统抗混叠特性仿真 | 第68-70页 |
| 3.5 小结 | 第70-71页 |
| 4 硅微谐振式加速度计频率数字转换技术 | 第71-84页 |
| 4.1 频率数字转换技术的简介 | 第71-74页 |
| 4.1.1 基于复位计数器的频率数字转换器 | 第71-72页 |
| 4.1.2 Sigma-Delta电压式频率数字转换器 | 第72-73页 |
| 4.1.3 Sigma-Delta相位式频率数字转换器 | 第73-74页 |
| 4.2 高分辨低功耗频率数字转换器原理 | 第74-77页 |
| 4.2.1 线性化理论模型 | 第75-76页 |
| 4.2.2 量化噪声分析 | 第76-77页 |
| 4.3 高分辨低功耗频率数字转换器关键电路设计 | 第77-79页 |
| 4.3.1 鉴频鉴相器 | 第77页 |
| 4.3.2 环路滤波器 | 第77-78页 |
| 4.3.3 压控振荡器 | 第78-79页 |
| 4.4 高分辨低功耗频率数字转换器仿真验证 | 第79-82页 |
| 4.4.1 量化噪声仿真验证 | 第80页 |
| 4.4.2 频率数字转换器的仿真对比 | 第80-82页 |
| 4.5 频率数字转换器实现与性能测试 | 第82-83页 |
| 4.5.1 电路设计与流片 | 第82页 |
| 4.5.2 性能测试 | 第82-83页 |
| 4.6 本章小结 | 第83-84页 |
| 5 硅微谐振式加速度计专用集成测控电路设计 | 第84-99页 |
| 5.1 基于锁相环的测控电路设计 | 第84-85页 |
| 5.2 关键电路设计 | 第85-93页 |
| 5.2.1 低噪声低功耗前端放大器 | 第85-87页 |
| 5.2.2 抗混叠混合鉴频鉴相器 | 第87-89页 |
| 5.2.3 滞回比较器设计 | 第89-91页 |
| 5.2.4 频率数字转换电路 | 第91-92页 |
| 5.2.5 数字电路设计 | 第92-93页 |
| 5.3 芯片布局与版图设计 | 第93-95页 |
| 5.4 噪声分析与性能预测 | 第95-96页 |
| 5.5 小结 | 第96页 |
| 5.6 本章附录 | 第96-99页 |
| 5.6.1 前端放大器仿真 | 第97页 |
| 5.6.2 混合鉴频鉴相器仿真 | 第97-99页 |
| 6 硅微谐振式加速度计MEMS-ASIC样机的实现及测试 | 第99-108页 |
| 6.1 硅微谐振式加速度计MEMS-ASIC原理样机的实现 | 第99-101页 |
| 6.2 硅微谐振式加速度计MEMS-ASIC样机性能测试 | 第101-106页 |
| 6.2.1 启动过程测试 | 第101页 |
| 6.2.2 标度因数、量程与非线性测试 | 第101-102页 |
| 6.2.3 加速度扫频测试 | 第102-103页 |
| 6.2.4 噪声性能测试 | 第103-106页 |
| 6.3 关键性能指标的总结与对比 | 第106-107页 |
| 6.4 小结 | 第107-108页 |
| 7 总结与展望 | 第108-110页 |
| 7.1 研究工作总结 | 第108-109页 |
| 7.2 后续工作展望 | 第109-110页 |
| 致谢 | 第110-111页 |
| 参考文献 | 第111-118页 |
| 附录 | 第118-120页 |
| 简历 | 第120页 |
