← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2007第12期Data Converters0.13μm
A Micropower Interface ASIC for a Capacitive 3-Axis Micro-Accelerometer
本文介绍了一种用于三轴微加速度计的低功耗接口ASIC。
0.13μm BiCMOS, 1.8V, 62μA, 100Hz温度采样, 1.04kHz四质量块采样
低功耗三轴微加速度计时间复用采样可变占空比集成参考电路
▸创新点1：时间复用采样（系统创新） - 通过时间复用技术实现多通道信号处理，显著减少芯片面积和功耗，支持同时采样温度（100 Hz）和四个检测质量块（1.04 kHz），优化了资源利用率。
▸创新点2：可变占空比低至0.3%（电路创新） - 采用动态占空比调节技术，将占空比降至0.3%，大幅降低静态功耗，使芯片在1.8 V电源下仅消耗62 μA，实现超低功耗运行。
▸创新点3：集成电压、电流和温度参考电路（系统创新） - 将多种参考电路集成于单一芯片，简化外部依赖，提升系统稳定性和精度，同时支持温度采样（100 Hz）和多轴加速度检测。
▸创新点4：多轴噪声优化（性能创新） - 通过电路设计和算法优化，实现x、y、z三轴噪声低至482 μg/√Hz、639 μg/√Hz和662 μg/√Hz，提升微加速度计的整体信噪比。
Abstract
In this paper, a micropower interface IC for a capacitive 3-axis micro-accelerometer implemented in a 0.13- m BiCMOS process is presented. The sensor interface consists of a front-end that converts the acceleration signal to voltage, two al- gorithmic ADCs, two frequency references, and a voltage, current, and temperature reference circuit. Die area and power dissipation are reduced by using time-multiplexed sampling and varying duty cycles down to 0.3%. The chip with a 0.51 mm /50active area draws 62 A from a 1.8 V supply while sampling temperature at 100 Hz, and four proof masses, each at 1.04 kHz. With a 4-g capacitive 3-axis accelerometer, the measured noise floors in the x-, y-, and z-directions are 482 g Hz, 639 g Hz, and 662 g Hz, respectively.