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微电子机械系统(MEMS)成为近几十年内广泛研究和发展的主题。好的微机械陀螺接口电路能够使陀螺正常工作,精确的反应输入信号,最大限度的消除噪声,修正陀螺结构设计中的不足。如果接口电路设计不当,陀螺就无法正常工作,即使是好的结构设计也不能够实现信号检测。 目前,在微机械陀螺接口电路中存电学耦合,它导致陀螺的输出结果与输入信号的非线性度已接近30%,严重影响微陀螺的性能。在传统的接口电路中,由于驱动信号与检测信号频率相同,因而这种电学耦合很难消除,必须研究新的驱动原理。通过对陀螺结构的频谱分析得知,陀螺的频率特性是窄带带通。本文基于此,设计了新的驱动方法,即将驱动信号进行频率调制,使驱动信号与检测信号的频率相分离,通过滤波器将耦合信号消除。 本文首先搭建了系统模型,对系统进行仿真,根据仿真结果进行优化。再对优化后的系统进行晶体管级设计,设计出驱动电路的电荷放大器、90°移相器、乘法器、二阶滤波器、直流比较器和加法器。Hspice仿真结果表明,实现了自激驱动,起振时间为0.22s。驱动信号的直流分量最终稳定值为5.9453V。幅度稳定性为0.027%,频率稳定性为0.009%。又对电路进行了 ASIC版图设计,提取版图参数,对电路进行后仿,后仿结果与前仿一致,进行流片。流片后又对芯片进行了测试,给出了部分测试结果,为正在进行的其他部分测试提供参考数据。