任臣
- 作品数：31 被引量：20H指数：3
- 供职机构：中国电子科技集团第十三研究所更多>>
- 相关领域：电子电信自动化与计算机技术机械工程航空宇航科学技术更多>>
- 用于MEMS器件的ASIC集成温度传感器设计被引量：2
- 2016年
- 设计了一款集成于微电子机械系统（MEMS）器件专用集成电路（ASIC）的数字输出CMOS温度传感器。该温度传感器主要由温度敏感电路、一阶Σ-Δ调制器以及配套的偏置电路和时钟产生电路组成。通过分析和建模仿真,确定信号的比例系数和其他设计参数,优化调制器的动态范围,提高了精度。利用斩波技术减少运算放大器低频噪声。通过对运算放大器和比较器电路的合理设计来降低功耗。该单片集成温度传感器电路采用0.18μm CMOS工艺制造。测试结果表明,-45~85℃下电源电压为1.8 V、采样时钟频率为200 kHz、设置带宽为98 Hz时过采样率为1 024,此温度传感器分辨率达到0.03℃,功耗为0.18 mW。
- 李雨佳杨拥军任臣刘德盟
- 关键词：Σ-Δ调制器
- 跷跷板式MEMS加速度计锚点与梁优化设计
- 2022年
- 作为敏感外界加速度的器件,微电子机械系统(MEMS)加速度计容易受到外界应力的影响。而跷跷板式加速度计采用直梁的结构形式,其温度性能、抗冲击和过载能力都较差,在梁及其连接处会因应力集中,造成加速度计结构发生形变甚至损伤。因此为了提高跷跷板式加速度计的可靠性和温度性能,对锚点和梁进行了优化设计。首先,介绍了跷跷板式MEMS加速度计的工作原理,建立了其动力学方程,利用有限元仿真分别建立了锚点与梁的模型,分析加速度计的梁以及梁的连接处这两个应力集中部位的应力。其次,设计了带应力释放结构的锚点和带应力缓冲结构的梁。仿真结果表明,加速度计的锚点设置应力释放结构后,锚点与梁的连接处由过载产生的最大应力减小了约51%,梁上以及梁和结构连接处的热应力分别减小了约37%和38%。经过优化设计后,梁对敏感方向的抗过载能力提升最明显,梁与结构连接处的最大应力由约1 915 MPa减小到了约1 547 MPa,减小了约19%。实验结果表明,经过锚点与梁的优化设计后,加速度计的梁以及梁的连接处所受应力大大减小,提高了加速度计的性能和可靠性。
- 任臣杨拥军陈鹏旭
- 关键词：锚点
- MEMS热膜式流量传感器恒温差控制电路
- 本发明提供了一种MEMS热膜式流量传感器恒温差控制电路，属于流量传感器技术领域，所述电路包括：第一温度检测电阻、第二温度检测电阻、加热电阻、闭环反馈电路、第一恒流源、第二恒流源；第一温度检测电阻设置在传感器的进气口处，加...
- 任臣王亚林
- 文献传递
- 高抗振双质量块硅微陀螺仪被引量：2
- 2022年
- 设计并制备了一种高抗振双质量块硅微陀螺仪。阐述了双质量块陀螺仪的工作原理,分析了陀螺仪抗振性能较差的原因。在此基础上,采用差分梳齿电容检测结构和双质量块耦合结构对陀螺仪敏感结构进行了优化,通过抑制线振动共模干扰信号、提高工作模态频率、隔离干扰模态频率,提高了陀螺仪的抗振性能。利用绝缘体上硅(SOI)体硅加工工艺和圆片级气密封装技术实现了陀螺仪芯片的加工,采用无引脚芯片载体(LCC)封装实现了陀螺仪的立体集成封装。封装后陀螺仪整体尺寸为9.0 mm×9.0 mm×2.8 mm,功耗为125 mW,质量为0.9 g。测试了陀螺仪的典型性能参数,陀螺仪量程达到±500°/s,角度随机游走为0.036°√h,随机振动实验中零偏稳定性和零偏差分别为2°/h和2.7°/h,能够满足大部分工程应用需求。
- 张志勇杨拥军任臣徐淑静付迪
- 关键词：陀螺仪
- 一种用于高精度电容传感器电路的三级运算放大器被引量：2
- 2022年
- 为提高电容式传感器专用集成电路(ASIC)的检测精度,设计了一种三级运算放大器电路。该放大器电路为全差分实现形式,采用三级共源放大器级联结构,使用密勒补偿并调整零点抵消高频极点,以保证放大器的稳定性。该放大器电路基于0.18μm标准CMOS工艺设计实现,工作电压为1.8 V,工作电流为80μA。电路仿真结果显示:三级运算放大器的直流增益为118 dB,单位增益频率为73 MHz,噪声水平为0.21μV/√Hz。芯片测试结果表明,采用该放大器的电容传感器电路前端的非线性优于6×10^(-5)。该放大器功耗低、面积小、可靠性好,在工程上实现了较优的综合性能。
- 任臣杨拥军
- 关键词：密勒补偿
- 用于三轴MEMS加速度计的集成数字调理电路
- 2024年
- 基于0.18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,设计了一种用于三轴微电子机械系统(MEMS)加速度计的集成数字调理电路,实现了三轴加速度信号的数字后处理。该数字调理电路采用级联积分梳状(CIC)与有限冲击响应(FIR)相结合的滤波器形式,有效滤除了带外的量化噪声,提高了输出信号的信噪比;零位采用四阶多项式拟合温补算法,标度因数采用二阶多项式拟合温补算法,有效降低了加速度输出随温度的漂移,提升了加速度计的测量精度。此外,FIR滤波器采用时分复用的实现形式,温补模块采用串行实现形式,有效减小了芯片面积,最终芯片面积为1.5 mm^(2)。测试结果表明,滤波器符合设计值,三轴MEMS加速度计的零偏不稳定性为15μg,速率随机游走为0.035 m/s/√h,温补后零偏全温区变化量为3.55mg,提升了5.4倍;温补后标度因数全温区变化量为0.0026,提升了4.1倍,电路性能良好。
- 王晓任臣杨拥军
- 关键词：加速度计时分复用温度补偿
- 应用于MEMS陀螺仪的SoC设计
- 2023年
- 为了解决微电子机械系统(MEMS)陀螺仪体积较大、冗余的计算资源浪费等问题,对Cortex-M3内核的数据处理能力及总线架构进行了研究,设计了一款应用于MEMS陀螺仪的智能化、小型化、低功耗的片上系统(SoC);通过分析温度对陀螺输出信号的影响,对MEMS陀螺温度误差的智能化补偿方式进行了研究,采用以Cortex-M3为核心与电容/电压转换电路、模数转换器(ADC)等模块进行集成化设计的方法,在实现同样功能的情况下减小了陀螺体积;结合MEMS陀螺仪对信号处理资源的要求对存储空间及通信接口进行配置,采用0.18μm BCD加工工艺对SoC进行设计制作;测试结果表明,针对MEMS陀螺仪进行匹配设计的SoC对陀螺输出信号进行温度补偿处理后,全温度区间(-40~85℃)零偏变化量由3.147°/s降低到0.035°/s,显著提升了MEMS陀螺仪的全温测量精度。
- 刘昊哲任臣王晓杨拥军
- 关键词：陀螺CORTEX-M3
- 信号处理系统及微机电加速度测量装置
- 本发明提供一种信号处理系统及微机电加速度测量装置。该系统包括：ADC接口模块、滤波测试模块、滤波器模块、增益调节模块、温度补偿测试模块、温度补偿模块、寄存器模块和输入输出接口模块；ADC接口模块的输入端用于与加速度计的输...
- 王晓杨拥军任臣
- 一种MEMS集成器件及其制备方法
- 本发明提供一种MEMS集成器件及其制备方法。该器件包括第一重布线层、MEMS层和专用集成电路层；晶圆级低温硅硅键合连接MEMS层与专用集成电路层；MEMS层设有填充铜的第一通孔和第二通孔，第一通孔贯穿MEMS层，第二通孔...
- 罗蓉杨拥军何洪涛徐淑静任臣
- 文献传递
- 应力隔离结构、微机械检测结构及MEMS惯性测量器件
- 本发明提供了一种应力隔离结构、微机械检测结构及MEMS惯性测量器件，属于MEMS器件技术领域，应力隔离结构包括锚点，锚点上设有第一应力释放缺口。本发明提供的应力隔离结构、微机械检测结构及MEMS惯性测量器件，通过设置多道...
- 陈鹏旭杨拥军任臣徐淑静
- 文献传递
