带频率响应补偿的MEMS振动分析仪

一、电路特性

电路是一款高线性度、低噪声、宽带宽振动检测 解决方案。该方案适用于要求具有宽动态范围(±70 g、±250 g 或±500 g)以及平坦频率响应(从直流到22 kHz)的应用。

该电路提供适合进行轴承分析、引擎监控以及振动检测的 低功耗解决方案。

享有ADI专利的第五代iMEMs®工艺让 ADXL001加速度计拥 有从±70 g扩展至±500 g的扩展动态范围，且带宽为22 kHz。

AD8606是一款精密、低噪声、双通道运算放大器，用于创 建模拟双二阶滤波器，可使加速度计的输出频率响应较为 平和。

ADXL001输出电压经低功耗、单通道12位SAR ADC AD7476 转换为数字字。

二、电路描述

加速度计输出特性

ADXL001经测试的额定电源电压为3.3 V和5 V。虽然该器件 可采用3 V至6 V范围内的任意电源电压工作，但采用5 V电 源可获得最优整体性能。

输出电压灵敏度与电源电压成比例。采用3.3 V电源时，标称 输出灵敏度为16 mV/g。采用5 V电源时，灵敏度为24.2 mV/g。

0 g输出电平亦为比例电平，标称值为 V_DD/2。

只要1 MHz内部时钟频率上不存在噪声，ADXL001就只需要 一个0.1μF去耦电容。如果需要，可以包含较大的大容量电 容(1μF至10μF)或氧化铁磁珠

加速度计物理操作

ADXL001采用绝缘硅片(SOI) MEMS技术制造，具有机械耦 合但电气隔离的差分检测单元。图1显示其中一个差分传 感器单元模块的简化图。每个传感器模块均集成数个差分 电容单元。每一单元都以器件层上的固定板以及传感器框 架上的活动板组成。传感器框架移位将改变差分电容。片 内电路测量电容变化，并将其转换为输出电压。

图1