小尺寸低噪声高能效MEMS电容式加速度计
编辑:戚昊然
责任编辑:
来源:
审核人:
发布时间:2026-03-27
点击数:
技术负责人:朱樟明,钟龙杰
技术联系人:钟龙杰 联系电话:17312147315 邮箱:ljzhong@xidian.edu.cn
关键词:MEMS电容式加速度计,小尺寸,低噪声,高能效,骨传导
项目概况:
(一)项目背景
本项目针对小尺寸加速度计噪声高、能效低等核心难题,依托高压脉冲激励(HVPE)协同降噪技术开展攻关,旨在突破小尺寸加速度计噪声与能效限制,满足骨传导语音增强应用对于尺寸、噪声与功耗的苛刻需求,对突破可穿戴产品性能具有重大战略意义。
(二)项目简介
小尺寸低噪声高能效MEMS电容式加速度计聚焦小尺寸加速度计中噪声高,能效低难题,通过高压脉冲激励(HVPE)读出技术,实现了:
1)X/Y/Z三轴尺寸<2mm2,噪声32.5μg/√Hz,带宽2kHz,功耗120μA;
2)X/Y双轴尺寸<2mm2,噪声15μg/√Hz,带宽2kHz,功耗140μA;
已在骨传导语音增强应用中完成测试,有效解决了小尺寸加速度计中噪声高,能效低难题,为消费级可穿戴设备应用提供了低成本、高能效的技术支撑与解决方案,具有经济效益与社会价值。
(三)关键技术与创新点
本项目采用高压脉冲激励(HVPE)读出技术,围绕小尺寸加速度计展开技术攻关,重点突破传统加速度计尺寸、噪声与功耗相互制约瓶颈,以下是本项目涉及的关键技术:
1、关键技术一:高压脉冲激励(HVPE)读出技术
2、关键技术二:共模电容矫正技术
3、关键技术三:高压电平矫正技术
4、关键技术四:摆率矫正技术
本项目创新点包括:
1、首次提出高压脉冲激励(HVPE)协同降噪技术,构建了高可靠的HVPE脉冲矫正电路,突破小尺寸加速度计的机电混合噪声瓶颈。
2、首次提出基于弱反馈逐次逼近过采样技术的脉冲信号低压读出电路,通过协同能效提升,突破小尺寸加速度计的系统能效瓶颈。
技术成果清单:
序号 | 成果类型 | 具体内容 |
1 | 知识产权 | 基于对称驱动的MEMS电容型传感器的馈通电容提取方法 (CN202111455857.9) |
2 | 知识产权 | 一种基于保持误差校正技术的高精度电容电压变换器 (CN202111459416.6) |
3 | 知识产权 | 一种基于相关双放大技术的电容-电压变换器 (CN202110351830.9) |
4 | 知识产权 | 采用电压控制比例读出技术的MEMS电容型加速度计接口电路 (CN202110351837.0) |
5 | 知识产权 | 一种用于MEMS电容型传感器的电容-电压变换电路 (CN202111234468.3) |
6 | 知识产权 | 用于MEMS电容型传感器的低功耗高压脉冲激励电路 (CN 120956062 A) |
7 | 知识产权 | 一种用于MEMS电容型传感器的高压脉冲激励发生器 (CN 118432586 A) |
技术成熟度:
概念验证 原理样机 工程样机 中试 产业化
合作方式:
联合研发 技术入股 转让 授权(许可) 面议