Integroitu matalatehonkulutuksinen anturirajapinta kapasitiiviselle kolmiakseliselle kiihtyvyysanturille
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2006
Department
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, KariThesis advisor
Saukoski, MikkoKeywords
capacitive three-axis accelerometer, kapasitiivinen kolmiakselinen kiihtyvyysanturi, sensor interface, anturirajapinta, electrostatic forces, sähköstaattiset voimat, self-balancing bridge, itsetasapainottuva silta