Integroitu matalatehonkulutuksinen anturirajapinta kapasitiiviselle kolmiakseliselle kiihtyvyysanturille

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Location:
P1 Ark S80

Authors

Date

2006

Department

Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto

Major/Subject

Piiritekniikka

Mcode

S-87

Degree programme

Language

fi

Pages

xiii + 100

Series

Abstract

Tämän diplomityön tavoitteena on ollut toteuttaa integroidulle piirille matalatehonkulutuksinen anturirajapinta kolmiakselinen kapasitiivisen kiihtyvyysanturin lukemiseen. Työn alussa käsitellään kiihtyvyysantureiden yleisteoriaa. Tämän jälkeen tutkitaan kapasitiivista kiihtyvyysanturia luettaessa esiintyvien sähköstaattisten voimien vaikutusta. Seuraavaksi käsitellään sähköstaattisien voimien vaikutusta vaimentamaan kykenevää tunnettua yksipäistä itsetasapainottuvaksi sillaksi kutsuttua piirirakennetta. Tämän jälkeen analysoidaan työssä kehitetyn ja anturirajapinnaksi valitun differentiaalisen itsetasapainottuvan sillan lähtösignaalia vääristäviä epäideaalisuuksia, kohinaa, siirrosjännitettä, epälineaarisuutta ja vahvistusvirhettä. Työssä saavutettujen tulosten pohjalta suunniteltiin ja toteutettiin 0,13 µm:n CMOS-teknologialla matalan tehonkulutuksen anturirajapinta kapasitiiviselle kolmiakseliselle kiihtyvyysanturille. Anturirajapinnan toiminnallisuus ja suorituskyky on varmennettu simulaatioin ja mittauksin. Piirin sisäisillä 2 pF:n anturikondensaattoreilla mitattiin 10 kHz näytteenottotaajuudella 1 kHz signaalikaistalla signaali-kohina-suhteeksi 53,2 dB. Vastaavasti ulkoisilla 2 pF:n anturikondensaattoreilla mitattiin samaiseksi signaali-kohina-suhteeksi 46,9dB. Virrankulutus oli molemmissa tapauksissa sama 39 µA.

Description

Supervisor

Halonen, Kari

Thesis advisor

Saukoski, Mikko

Keywords

capacitive three-axis accelerometer, kapasitiivinen kolmiakselinen kiihtyvyysanturi, sensor interface, anturirajapinta, electrostatic forces, sähköstaattiset voimat, self-balancing bridge, itsetasapainottuva silta

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120552695

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK