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研究生: 許勝凱
論文名稱: 微慣性元件感測電路與類比數位轉換器之設計
Design and Implementation of sensing circuitry and Analog-to-digital converter for micro-inertial sensor
指導教授: 陳榮順
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 60
中文關鍵詞: 微慣性元件類比數位轉換器
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  • 微加速度計、微陀螺儀等微慣性感測元件的性能優劣,取決於機械元件設計與製作及周邊電路驅動及感測系統的整合,優異的感測電路與信號處理電路可補償大多數機械系統上因製程限制所造成的缺陷。而電容方式因能夠與積體電路之製程匹配、消耗功率小、量測穩定度較高、及介電常數穩定等特性,使電容式感測被微慣性感測元件廣為使用。但如何有效的整合感測、機械結構與訊號處理電路,減少量測上的誤差,是目前微慣性元件在應用上所極需解決的難題。
    本論文的目的是藉由HSPICE設計與模擬微慣性元件之驅動與感測電路。因絕大部分之微慣性感測元件皆採靜電驅動及電容感測之模式,故本論文將研發一個具高解析度、準確度的電容感測器(電容電壓轉換 Capacitance-Voltage Converter),期望能檢測出極小的電容變化值,並設計介面電路(A/D converter)以輸入訊號至後端的微控制器,確保微慣性感測元件所需之性能。


    第一章 緒論 1.1研究背景與動機 1.2微慣性感測元件的種類 1.2.1微加速度計 1.2.2微陀螺儀 1.3文獻回顧 1.4本文大綱 第二章 系統架構與元件分析 2.1系統架構 2.2微加速度計結構 2.3電容值計算 2.4電容量測電路設計 2.4.1二級放大器電路設計 2.4.2電容量測電路設計 第三章 模擬結果與討論 3.1電容值模擬 3.2電容量測電路 3.2.1運算放大器設計模擬結果 3.2.2電容量測電路模擬結果 3.3 結論 第四章 類比數位轉換器設計 4.1類比數位轉換器種類 4.2 類比數位轉換器架構 4.2.1 取樣-維持放大器 4.2.2 比較器 4.2.3 前端快閃式類比數位轉換器 4.3 電容電壓轉換器與快閃式類比數位轉換器之整合 4.4 結論 第五章 結論與未來工作 參考文獻

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