硅微陀螺仪低功耗数字相敏解调ASIC设计

摘要：

为了避免相敏解调引入的1/f噪声,同时进一步提高集成度、降低功耗,实现高精度硅微陀螺仪的全数字输出,设计了一种硅微陀螺仪数模单片集成电路.首先,针对已有的∑-△模数转换器(ADC)交流量化方案,设计了一种基于数字滤波系统的信号链预处理电路;其次,研究了数字滤波系统和乘法解调方案在有限版图面积中低功耗的硬件电路的实现方法,在IC设计平台上完成了包括前端信号链预处理电路、乘法解调模块、实时温度测量模块及串行接口(SPI)通信模块的设计与验证,并采用TSMC 0.35 μm工艺进行了流片.实验结果表明,硅微陀螺仪输出零偏不稳定性为0.38°/h,角度随机游走为0.05°/h1/2,零偏稳定性为3.4°/h,数字部分功耗为15.8 mW.实现了高精度硅微陀螺仪的低功耗和低噪声的全数字正交解调输出,提高了硅微陀螺仪的集成度和实用性.

关键词：硅微陀螺仪、专用集成电路(ASIC)、相敏解调、低功耗设计、1/f噪声

所属期刊栏目：47

分类号：TN792(基本电子电路)

资助基金：国家自然科学基金62074078

在线出版日期：2022-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：222-230