电容式MEMS惯性传感器的机电Σ-Δ调制器力反馈接口详解

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本文档深入探讨了电容式微机械系统(MEMS)惯性传感器中广泛应用的机电式Sigma-Delta调制器(EM-Sigma Delta M)的力反馈接口。Sigma-Delta调制器作为一种常见的模拟信号到数字信号转换器,因其高分辨率而受到青睐。通过适当的修改,它们可以作为EM-Sigma Delta M接口,结合力反馈与模拟至数字转换的功能,同时保持相对较低的电路成本。 文章首先概述了EM-Sigma Delta M接口的基本原理和设计方法,强调了它们如何优化电容式MEMS惯性传感器的数据采集性能。接下来,作者对EM-Sigma Delta M加速度计和陀螺仪进行了分类,并详细剖析了不同架构的设计特点,包括它们在噪声抑制、线性和动态范围方面的优势与挑战。 讨论的重点在于代表性EM-Sigma Delta M惯性传感器系统的比较,这些系统可能采用了不同的技术,如电压模式、电流模式或混合模式,以适应不同的应用需求。它们在实际应用中的性能指标,如灵敏度、稳定性和功耗,以及针对工业环境的耐久性和鲁棒性,都被详细地评估和分析。 此外,文中还涵盖了EM-Sigma Delta M接口与传统模拟接口、直接数字转化器(DAC)接口之间的比较,探讨了EM-Sigma Delta M的独特优点,如在低频信号处理中的优势以及在高动态范围测量中的性能提升。 这篇综述为电容式MEMS惯性传感器的EM-Sigma Delta M力反馈接口的研究者、工程师和应用开发者提供了一个全面的参考框架,帮助他们理解和选择最适合其应用的解决方案。通过深入了解这种技术,业界能够更好地利用它来提高传感器的精度和稳定性,推动微电子技术在惯性测量领域的进步。