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本论文主要包括两方面内容:MEMS加速度传感器及其检测电路的减噪以及谐振器的静电自激驱动研究。 针对石油勘探的用途,为了更好地还原地震波的原始信号,在我们已经研制的MEMS加速度传感器的基础上,进一步提高传感器及电路性能,提高分辨率。首先从MEMS电容式加速度传感器及其检测电路的原理分析入手,阐述加速度传感器的检测原理,分析其噪声源,以及对不同电路结构的噪声进行比较,通过具体改进加速度传感器及其检测电路,测试改进前后噪声以及分辨率的对比(改进前分辨率有效值为0.01m/s~2,即1mg左右;改进后分辨率有效值为0.001m/s~2,即0.1mg左右),证明几种改进措施确实可以有效提高MEMS加速度传感器的分辨率,减小噪声。 工艺、温度、环境等变化会引起谐振器谐振频率的漂移,为了能够准确跟踪锁定谐振频率,并且可以自动扫描到不同结构器件的不同谐振频率,采用静电自激驱动的方式对谐振器进行驱动,同时该方式还可以稳定谐振器自激振动的幅度。首先从分析静电驱动原理入手,研究了两种静电力驱动方式,包括法向和切向静电力驱动。针对法向谐振器,对静电自激驱动电路各个模块进行设计和模拟,通过测试,验证法向谐振器的闭环自激振动的实现。然后将静电自激驱动电路移植到切向谐振器上,改变电路的一些参数,验证切向谐振器的闭环自激振动的实现。证明静电自激驱动电路可以应用于不同结构的电容式谐振器上,只要适当调整移相电路相位,使环路相位为2kπ,适当调节低通滤波器的截止频率以及根据灵敏度调节放大倍数,即可实现稳定的自激振荡。