基于Ring-Down原理的高Q值硅微谐振式加速度计ASIC测控方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61701236
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.5万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0123.敏感电子学与传感器
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

MEMS silicon oscillating accelerometer (SOA) is a kind of inertial sensor, whose oscillating frequency represents the input acceleration, providing an alternative solution to pendulous integrating gyro accelerometer(PIGA) in high precision navigation systems. Most of published SOAs employ closed-loop oscillation control method with constant oscillation amplitude. In this mode, the feedthrough capacitance could alter resonator's frequency response and worsen the stability of oscillation loop in high frequency range. Besides, the SOA' bias-instability is limited by the flicker noise in amplitude control circuits. In addition, the time lag between extra temperature sensor and SOA is inevitable and leads to hysteresis in temperature varied condition. This project intends to propose a Ring-Down based ASIC measurement and control method to overcome the shortages in closed-loop oscillation mode. The resonant frequency of SOA is read out in free oscillating period, the effects of feedthrough capacitance and 1/f noise in amplitude control circuits are inherently eliminated. The Q-factor extracted from Ring-Down period servers as an ideal temperature indicator of SOA without time lag, which gets rid of hysteresis error. This project intends to enable an ASIC measurement and control technique for SOA employed in high accurate navigation system.
硅微谐振式加速度计是一种基于力频转换原理实现载体加速度测量的惯性仪表,是高精度导航系统用摆式陀螺积分加速度计的潜在替代技术。硅微谐振式加速度计常采用稳幅闭环自激振荡测控方式,该模式下,馈通电容可显著改变其频率特性,破坏振荡环路稳定性;幅度控制电路中闪频(1/f)噪声会通过Duffing效应耦合为频率噪声,制约其零偏不稳定性;外置温度传感器提取的温度与加速度计内部存在测温延时,会在温变环境下引入较大的滞回误差。本项目拟研究一种基于Ring-Down原理的ASIC测控方法,解决稳幅闭环自激振荡模式存在的上述不足。拟通过在谐振器自由振荡阶段进行频率读出的方法,避免馈通效应及幅度控制电路1/f噪声对频率稳定性的影响;并利用Ring-Down过程中谐振器的品质因数信息作为温度源,降低测温延时,抑制温度滞回误差。通过本项目的研究,可得到一种适用于高精度导航系统用硅微谐振式加速度计的ASIC测控技术。

结项摘要

本项目研究了一种基于Ring-Down模式的ASIC测控方法,解决了硅微谐振式加速度计传统稳幅闭环自激振荡模式中馈通效应、测控电路相移及1/f噪声对其零偏稳定性的制约;研究了一种基于谐振器品质因数的温度提取方法,实现了加速度敏感元件与测温元件的统一,解决了温度滞回误差对硅微谐振式加速度计温度补偿精度的制约;研究了一种硅微谐振式加速度计Duffing效应的自标定与自补偿方法,通过自适应调节Ring-Down幅度的方式,解决了Duffing效应在Ring-Down过程中对频率稳定性的影响。采用上述技术手段,所研究的硅微谐振式加速度计的零偏不稳定性由2.58μg改善至0.2μg,通过本项目的研究,得到了一种适用于高精度导航系统用硅微谐振式加速度计的ASIC测控技术,可为工业用及军用制导系统的芯片化发展提供支撑。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(1)
硅微陀螺仪高精度数字化相敏解调ASIC
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    光学精密工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵阳;夏国明;施芹;裘安萍
  • 通讯作者:
    裘安萍
Expanding Bias-instability of MEMS Silicon Oscillating Accelerometer Utilizing AC Polarization and Self-Compensation
利用交流极化和自补偿扩展 MEMS 硅振荡加速度计的偏置不稳定性
  • DOI:
    10.3390/s20051455
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Sensors
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zhao Yang;Xia Guoming;Shi Qin;Qiu Anping
  • 通讯作者:
    Qiu Anping
A Sub-0.1°/h Bias-Instability Split-Mode MEMS Gyroscope With CMOS Readout Circuit
具有 CMOS 读出电路的偏置不稳定性低于 0.1 度/小时的分体式 MEMS 陀螺仪
  • DOI:
    10.1109/jssc.2018.2844285
  • 发表时间:
    2018-09-01
  • 期刊:
    IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Zhao, Yang;Zhao, Jian;Xu, Yong Ping
  • 通讯作者:
    Xu, Yong Ping

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其他文献

挤压-剪切转角对AZ31镁合金组织和性能的影响
  • DOI:
    10.13289/j.issn.1009-6264.2019-0244
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    材料热处理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯靖凯;张丁非;袁圆;陈霞;赵阳;蒋斌;潘复生
  • 通讯作者:
    潘复生
HSV-2-encoded miRNA-H4 Regulates Cell Cycle Progression and Act-D-induced Apoptosis in HeLa Cells by Targeting CDKL2 and CDKN2A
HSV-2 编码的 miRNA-H4 通过靶向 CDKL2 和 CDKN2A 调节 HeLa 细胞的细胞周期进程和 Act-D 诱导的细胞凋亡
  • DOI:
    10.1007/s12250-019-00101-8
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Virologica Sinica
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    赵阳;杨晶晶;刘岩;樊建勇;杨慧兰
  • 通讯作者:
    杨慧兰
炎症微环境响应性仿高密度脂蛋白纳米药物的构建及其体外抗动脉粥样硬化作用评价
  • DOI:
    10.16016/j.1000-5404.202001170
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    第三军医大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘仁凤;赵阳;窦寅;张建祥
  • 通讯作者:
    张建祥
Multiple discriminant preserving support subspace RBFNNs with graph similarity learning
具有图相似性学习的多重判别保留支持子空间 RBFNN
  • DOI:
    10.1016/j.ins.2022.11.038
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
    Information Sciences
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    赵阳;郑思铭;裴继红;杨烜
  • 通讯作者:
    杨烜
基于线结构光的双目三维体积测量系统
  • DOI:
    10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2016.01.003
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    光学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毛佳红;娄小平;李伟仙;赵阳
  • 通讯作者:
    赵阳

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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