线性可调正交正弦波振荡器在MEMS传感器中的应用

"该资源是一篇发表在《北京大学学报(自然科学版)》2009年第45卷第1期的学术论文，主要研究了一种频率线性可调的正交正弦波振荡器，特别适用于MEMS（微机电系统）传感器电容读出。论文介绍了该振荡器的设计原理、结构以及实测性能。" 正文: 这篇论文提出了一种创新的正交正弦波振荡器，其核心特点是频率可以线性调整，适应了MEMS传感器电容读出电路的需求。振荡器基于OTA-C（运算放大器-电容器）架构，通过调控工作在三极区的MOS（金属-氧化物-半导体）管的漏源电压(Vds)来改变运算放大器的跨导(gm)，从而实现频率的精确控制。这种设计允许用户在一定的范围内线性地调整振荡频率，提高了系统的灵活性和应用范围。 论文中提到，该振荡器能够输出四路相位相差90°、180°、270°和360°（即0°）的正弦波振荡信号，这在信号处理和检测应用中非常重要，因为它可以提供正交信号对，用于解调和信号分离。在0.5μm的2P3M CMOS（双极型晶体管和三个多晶硅门）工艺下，该芯片被设计并流片制造。实际测试结果显示，在5V的电源电压下，振荡器的频率可以在180kHz到1.2MHz之间线性调节，显示出了良好的频率覆盖范围。同时，该振荡器对于电源电压的变化具有较高的灵敏度，约为8.1%/V，这意味着电源电压的微小变动将导致频率的显著变化，这对于某些需要稳定频率的应用可能需要额外的电源电压稳定措施。 关键词包括OTA-C、振荡器、压控振荡器(VCO)、正弦波发生器和频率可调，这些关键词反映了论文的主要研究内容和技术焦点。其中，OTA-C是模拟集成电路设计中的关键组成部分，以其高增益和低噪声特性在频率控制领域得到广泛应用；VCO是一种常用的频率合成器件，其频率可由外部电压控制，常用于通信系统中的频率调制和锁相环路。 论文的这一研究对于MEMS传感器技术的发展具有重要意义，因为频率可调的正交正弦波振荡器能提供精确且灵活的信号源，对于提高传感器的测量精度和系统集成度有着积极作用。同时，这项工作也为其他需要频率调谐功能的电路设计提供了新的思路和方法。