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基于MS3110的电容式MEMS加速度计微电容读出电路设计(5)

时间:2017-03-02 21:55来源:毕业论文
(2-3) 采样保持器的输出为: (2-4) 式中Vhf(t)为高频分量。 利用低通滤波器滤除采样保持器输出信号中的高频分量,经过放大后得到的信号为: (2-5) 式中kg为放


                        (2-3)
采样保持器的输出为:
                  (2-4)
式中Vhf(t)为高频分量。
利用低通滤波器滤除采样保持器输出信号中的高频分量,经过放大后得到的信号为:
                                      (2-5)
式中kg为放大增益环节的放大倍数。
可以看出:MS3110的输出与输入电容差成正比,因此它可以应用于电容式传感器中的信号检测电路。[13]
MS3110的理论传输函数如下:
 其中VO是输出电压。GAIN的标称值为2或4V/V,V2P25的标称值为2.25VDC,调节CF可优化输入被测电容的范围,CF≥1.5pF。
当满足
时,VREF可被设定为0.5V或2.25V DC,当VREF为0.5V DC时,CS2T必须大于或等于CS1T。
2.2.2  MS3110应用特性
MS3110是一个通用的、具有超低噪声的CMOS工艺芯片,支持各种要求具有高分辨率电容输出接口的MEMS传感器,其主要性能特点如下[12]:
(1) 电容分辨率:4.0aF/rtHz
(2) 传感器模式:单变量或双差分变量
(3) 片载虚拟电容用作模拟差分操作和初始化调整
(4) 增益和直流输出调整
(5) 可编程带宽调整:0.5到8kHz(9个步进)
(6) 2.25V直流输出,用作模数转换器的基准或比率计操作
(7) +5V单电源供电
(8) 用于存储设置参数的片载EEPROM
(9) 提供裸片或16引脚的封装芯片
1)  MS3110引脚功能
MS3110的16引脚封装芯片的各引脚功能如表2-1所示。
表2-1  MS3110引脚功能表
封装引脚序号    名称    描述
1    CHPRST    芯片复位,内部上拉。标称值为4.0V
2    V2P25    2.25V直流基准
3    TESTSEL    测试脚。让用户绕过片载EEPROM对芯片直接编程
4    CS2IN    电容传感器输入2,和传感器的上电极相连
5    CSCOM    电容传感器公共端,与公共节点相连
6    CS1IN    电容传感器输入1,和传感器的上电极相连
7    SDATA    串行信号输入端,输入串行信号对EEPROM或芯片寄存器进行直接编程。该端口内部下拉
8    SCLK    串行时钟信号输入,用于芯片的选通,对串行数据信号进行门控。该端口内部下拉
9    NC    空脚
10    HV16    16VDC输入端,对EEPROM编程时连接16V供电,其他时候接地
11    WRT    写引脚。允许用户对EEPROM进行编程
12    NC    空脚
13    -V    负电压输入,通常为0V
14    VO    芯片信号输出通路
15    +V    正电压输入,通常为5V
16    NC    空脚

2)  MS3110工作方式
MS3110有两种工作方式:对EEPROM编程或直接写控制寄存器。
对EEPROM需要用到四个引脚,分别是HV16(+16VDC),SDATA,SCLK和WRT。
要写入EEPROM存储空间的每个地址上的16位输入数据流的定义如下。进入移位寄存器的第一位是SP,最后一位是ERN。这代表了SDATA的一部分,或者串行数据流。 基于MS3110的电容式MEMS加速度计微电容读出电路设计(5):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_3660.html
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