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

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