Details

Работа посвящена исследованию интегральных схем обработки сигнала с емкостного акселерометра и методикам улучшения характеристик акселерометра за счет применения алгоритмов оптимизации. Цель работы – разработка алгоритмов оптимизации параметров схемы обработки сигнала с емкостного акселерометра. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: 1. Обзор литературы по особенностям проектирования электромеханических модуляторов; 2. Построение системных моделей электромеханических модуляторов и микромеханического акселерометра; 3. Адаптация многомерных методов оптимизации для структуры электромеханического модулятора. В результате исследования были разработаны и применены алгоритмы оптимизации цифровых фильтров электромеханического модулятора. В результате исследования получены оптимальные наборы коэффициентов для выбранных структур и проведено сравнение применения алгоритмов получения коэффициентов цифровых фильтров. Для построения системных моделей микромеханического акселерометра и электромеханического сигма-дельта модулятора, проведения расчетов, реализации алгоритмов и вывода результатов использовались средства автоматизированной разработки MATLAB/Simulink.

The object of study is accelerometer signal processing integrated circuits and methods for improving accelerometer performance using optimization algorithms. The aim is the development of algorithms for optimizing the parameters of signal processing circuit from a capacitive accelerometer. The following tasks were solved: 1. Literature review on design features of electromechanical modulators; 2. Development of system models of electromechanical modulators and micromechanical accelerometers; 3. Adaptation of multivariate optimization methods for electromechanical modulator structure. As a result of the study, algorithms for optimizing digital filters of an electromechanical modulator structures are developed and applied. As a result of the study, optimal sets of coefficients for selected structures and comparison of application of algorithms for obtaining coefficients of digital filters is carried out. MATLAB/Simulink computer-aided development tools were used to build system models of the micromechanical accelerometer and electromechanical sigma-delta modulator, perform calculations, implement algorithms and output results.

• ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
  • 1 Математическая модель чувствительного элемента
  • 1.1 Основные соотношения
  • 1.2 Упругий подвес
  • 1.3 Емкостная электродная структура
  • 1.4 Моделирование чувствительного элемента акселерометра
  • 2 Структуры схем обработки сигнала с чувствительного элемента
  • 2.1 Структура с обратной связью
  • 2.2 Факторы, влияющие на стабильность и уровень шума
  • 2.3 𝚫𝚺-модулятор
  • 2.4 Локальная положительная обратная связь
  • 3 Электромеханический 𝚫𝚺-модулятор
  • 4 Оптимизация модуляторов 4 и 5 порядков
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ А