梅晓东，梁亨茂,王文杰，陆仲明，熊 斌

(1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所微系统技术重点实验室，上海 200050；2.中国科学院大学，北京 100049)

0 引言

针对磁传感器发展面临的挑战，采用MEMS技术制作的磁传感器具有低成本、小型化、无磁滞和磁饱和以及与CMOS兼容等优点，也符合未来传感器的发展趋势[1-2]。为了对静电驱动-电磁感应敏感的MEMS磁传感器进行有效的数字信号处理，本文提出了一种具有矩形波参考信道的双路数字锁相放大器。锁相放大器常用于微弱信号的检测[3-4]，其根据相敏检波器实现方式不同又可以分为模拟锁相放大器和数字锁相放大器。数字形式因为克服了模拟电路温漂、乘法器的非线性等缺点成为锁相放大器的重点研究对象[5-6]。赵婷婷等设计一种应用于时栅传感器的数字锁相放大器，该锁相放大器参考信号是通过处理器内部生成的，待解调信号的频率是固定的[7]。J. Gaspar等设计一种基于DSP的锁相放大器，该锁相放大器通过锁相环的方式去锁定外部信号，但需要DSP进行大量的运算[8]。本文所涉及的磁传感器是谐振式MEMS磁传感器，在传感器谐振频率未知的情况下，可以通过自激振荡的方式使传感器处于谐振状态，其输出信号微弱且自调制。通过将驱动传感器处于谐振状态的正弦信号转为矩形波信号，并利用微处理器内部查表的方式构建两路频率相同且相位差是90°的参考信号以供解调，来提高电路系统输出信号信噪比，电路系统对传感器信号的检测具有一定的适用性和参考价值。……