硅谐振微传感器中微弱信号频率的外差式随机共振检测

硅谐振微传感器输出信号的信噪比很低,频率信号往往淹没在噪声之中.论文分析了随机共振系统的功率谱放大率和信噪比特性,提出了外差式随机共振频率检测方法,并将该方法应用于硅谐振微传感器输出信号的频率检测.理论分析和数值仿真结果表明,外差式随机共振能将更多的噪声能量转变为频率信号的能量,通过调节载波信号频率可从共振谱峰的变化中准确测定谐振频率.该方法是可行、有效的.

基于FPGA的硅谐振压力微传感器数字闭环系统设计

在微小型特别是硅谐振微传感器中,低信噪比的微弱信号检测,电路的小型化和抗干扰等问题十分突出。介绍了硅谐振压力微传感器闭环系统的基本工作原理,在成功研制出模拟闭环系统的基础上,为了克服模拟系统的不足,依据相关检测原理和频率扫描技术提出了基于FPGA的闭环系统设计框架,详细分析了该系统中的微弱信号检测技术和数字电路部分数字信号处理及接口技术,最后结合实际数据和开环测试曲线,指出可用的扫频方法。

硅微谐振传感器微弱频率变化的提取新方法

由于硅微谐振传感器在感测压力、温度变化时存在频率变化较弱的特点 ,提高其灵敏度和测试分辨率显得尤为必要 ,所以提出利用系统从混沌状态到大周期状态转变时所表现出的共振锁频性质 ,进行了传感器微弱频率变化信号的仿真实验提取。将带通采样和降采样应用到信号预处理 ,建立了利用混沌的测试系统 。

小波分析在光激光拾硅微谐振传感器微弱信号检测中的应用

光激光拾硅微谐振传感器在实际测量中光拾信号非常微弱 ,往往淹没在噪声中 ,无法识别其谐振频率。根据光拾信号与噪声的频率特性 ,采用小波多分辨分析方法将噪声与信号分离 ,并采用双频法识别系统 ,研究了采样频率与系统谐振频率的关系 ,在两个最佳采样频率下达到准确识别谐振频率。

基于多频扫描的硅微谐振压力传感器测试方法

为了对硅微谐振压力传感器进行快速、高精度的开环特性测试,提出了一种基于多频扫描的频率特性测试方法。通过数字电路将多个不同频率的扫频信号叠加作为驱动信号,以实现在整个测试频带范围内高效且高精度的频率特性测试。搭建了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的多频扫描测试系统,采用4个正弦扫频信号叠加进行测试,结果表明:多频扫描测试与稳态扫描测试精度基本一致,但测试效率提高了4倍。多频扫描测试方法在保证测试精度的前提下,显著提高了测试效率,能够更好地满足高Q值传感器及其在批量生产过程中的测试需求。

硅微谐振式压力传感器中的单端口静电激励-电容检测方法研究

采用静电激励-电容检测方式的硅微谐振式压力传感器具有温度稳定性好、灵敏度高、功耗低等优点,但同频耦合干扰是限制电容检测精度的主要因素。采用频域分离法可有效地克服同频耦合干扰带来的影响。在研究基于频域分离法的单端口静电激励/电容检测的基础上,提出了单端口静电激励/电容检测方案。

基于Polytec激光测振仪的微振动测试分析系统

给出了基于Polytec激光测振仪的微振动测试分析系统的组成及其采用的一种全新的频率特性的测试、分析方法。针对硅微谐振式传感器频率特性 (谐振频率和品质因数 )测量的特殊性 ,提出了以线性调频信号为激励信号、线性调频Z变换 (CZT)为频谱分析工具的系统频率特性的动态测试方法 ,使得该系统能够高效、精确地测量机械式谐振传感器的频率特性。

基于混沌共振锁频特性提取微弱频率变化

提出利用混沌进行柔性测量的一种方法 ,该方法特别适用于微谐振传感器在感测压力、温度变化时存在信号较弱 ,需要提高其灵敏度和测试分辨力的场合。利用系统从混沌状态到大周期转变时所表现出的共振锁频性质 ,进行了微弱频率变化信号的仿真提取。仿真证明该方法能实现对不同频率变化准确度的柔性测量 ,文中还进一步分析了其理论基础 ,提出了驱动力等效性观点。并给出了实验仿真结果 。