压电MEMS振动传感器调理电路设计与实现

摘要

针对铌酸锂单晶薄膜的压电MEMS振动传感器输出电荷信号微弱而难以采集的问题，设计了一种基于集成运放芯片TLE 2064 CDR的信号调理电路。该电路由电荷-电压转换电路（Q-V）、电压放大电路、前置低通滤波电路和后置高通滤波电路构成，旨在实现微弱信号的采集。此外，利用ACT 2000振动台进行振动实验，通过标准电荷放大器和设计的信号调理电路对压电MEMS振动传感器测试。测试结果表明，所设计的信号调理电路与标准电荷放大器的输出有较好的一致性，可以满足5～130 pC的宽输入电荷的采集。当加载加速度范围为5～20 g时，输出电荷和输入加速度之间的线性度好；在输入加速度5 g，工作频率范围为50～2 000 Hz时，输出电荷偏差控制在±1.6 pC内，具有很好的一致性。综上所述，该电路具有集成度高，灵敏度好等特点，在微弱信号采集方面具有很好的应用前景。

关键词

压电MEMS振动传感器 / 调理电路 / 滤波设计 / 信号放大 / 电荷放大器