赵　健，施　芹，夏国明，裘安萍，吴志强，苏　岩

(南京理工大学 MEMS惯性技术研究中心，南京 210094)



小型化硅微谐振式加速度计的实现与性能测试

赵健，施芹，夏国明，裘安萍，吴志强，苏岩*

(南京理工大学 MEMS惯性技术研究中心，南京 210094)

设计了一款由微机电系统和专用集成电路构成的小型化硅微谐振式加速度计。该加速度计采用80 μm厚SOI工艺加工微机电系统(MEMS)结构，采取真空封装技术降低结构噪声。首先，采用振荡信号作为自动增益控制电路中斩波器的控制信号，降低了闪变噪声且不会引入额外的功耗。其次，使用线性区工作的乘法器取代传统的吉尔伯特单元，通过大幅降低系统总体供电电压来降低功耗。最后，采用复位计数器进行频率数字转换，在所关心的带宽内抑制量化噪声。实验显示：该加速度计在达到±30g线性量程的前提下，实现了2.5 μg/√Hz的分辨率和1 μg的零偏不稳定度。此外，为了减小电路自身发热引起的温度漂移，该样机的功耗被控制在3.5 mW以内，系统集成后的尺寸约为45 mm×30 mm×20 mm。基于所述技术，系统在体积、功耗和性能方面均有较大的提升。

硅微谐振式加速度计；专用集成电路；SOI工艺；真空封装；小型化；低功耗

*Correspondingauthor,E-mail:suyan@mail.njust.edu.cn

1　引　言

硅微谐振式加速度计是以微机械加工工艺为基础的MEMS惯性器件，作为MEMS传感器，相比传统加速度计具有可靠性高、体积小、重量轻等优点。同时，与其他类型的MEMS加速度计相比，具有线性好，标度因数稳定性高、输出信号准数字化等优点，已成为高性能MEMS加速度计研究中极具前景的方法之一[1]。……