考虑漏磁效应的平行平板式磁微执行器Pull-in模型

Pull-in参数是设计磁微执行器时需要考虑的一项重要参数。研究漏磁效应对Pull-in参数的影响时,通常采用有限元法求数值解,需要反复重新建模,工作量大,因而需要一个解析模型。对于平行平板式磁微执行器,给出了详细的漏磁阻模型。将漏磁阻的解析式带入到Pull-in方程组中便可得到一对考虑了漏磁影响的Pull-in参数。利用有限元法对器件的Pull-in特性进行了仿真。将考虑漏磁影响的理论值和不考虑漏磁影响的理论值分别与有限元分析结果做对比,结果表明,不考虑漏磁影响时,Pull-in参数的误差随着极板间距的增大而增大。利用漏磁阻模型求出的Pull-in参数具则有良好的精度,并且相对误差不随极板间距的增大而增大。     

驱动电极位置对扭转式静电微执行器Pull-in行程的影响

Pull-in失稳问题是静电微执行器的关键问题之一。为了提高静电微执行器的Pull-in稳定行程,提出了一些方法,例如采用串联电容等。对于扭转式静电微执行器,提出通过改变驱动电极位置的方法来改变Pull-in位置与Pull-in电压,导出了驱动电极位置与Pull-in参数的计算模型。实例计算结果表明,改变电极位置可以使扭转式静电微执行器达到满行程。这些结果对于扭转式静电微执行器Pull-in位置的设计具有较好的参考价值。     

环境动能收集器频率自调节技术研究进展

环境动能收集器的工作频带窄,导致其难以与频率随机变化的环境激励相匹配而制约其实用化。基于频率自调节技术的频率匹配方法具有频率匹配范围宽、精度高、无需人工干预等优点,是解决该问题的有效技术方案之一。根据近年来国内外该类技术研究进展,首先从频率自调节原理、实现方法和具体实现等方面对振动激励和转动激励下的频率自调节技术进行了总结;然后介绍了基于频率自调节技术与非线性技术结合的频率匹配方法的研究进展。最后,对比分析了不同频率自调节方法的优缺点,总结归纳了频率自调节技术的发展方向。     

一种应用于TPMS的梯形阵列式能量收集器

基于汽车运动过程,研究了宽车速范围的微型振动能量收集器,提出了一种应用于胎压监测系统(TPMS)的梯形阵列式压电振动能量收集器。在优化固有频率的情况下,对能量收集器的结构参数进行了仿真优化设计。仿真结果表明,在最优结构参数下,车速范围为80~120 km/h时,能量收集器的输出功率范围为1 620~9 600 μW。该能量收集器可以工作在较宽车速范围,输出功率高。这为TPMS的无线供电提供了新的设计思路。     

低频高功率振动能量采集器研究进展

从振动能量采集器的低频、高功率特点出发,分析了电磁式、磁电式、静电式、压电式这四种结构的优缺点。详细介绍了这些振动能量采集器的发展现状与趋势,并比较了它们的性能与实用性。压电式振动能量采集器的研发时间最早,各项性能参数较均衡。设计时可以优先选择压电式振动能量采集器。     

一种CMOS旋转行波压控振荡器

采用0.18 μm CMOS工艺,设计了一种基于微带传输线的旋转行波压控振荡器(RTWO)。采用λ/4差分传输线代替传统交叉耦合反相器对的PMOS负载管;通过电磁场建模并优化,获得了高Q值的谐振腔模型,提高了RTWO电路的振荡频率;解决了RTWO电路旋转波形不确定的问题,电路能逆时针起振旋转。该旋转行波压控振荡器的电路版图尺寸为980 μm×1 150 μm。在1.2 V电源电压下,电路输出波形相邻相位差为45°,功耗为24 mW。振荡频率调谐范围为14.06~14.73 GHz,压控电路振荡于14.5 GHz时,其相位噪声为-95 dBc/Hz@1 MHz。     

内框驱动式硅微型角振动陀螺仪灵敏度研究

建立了内框驱动式硅微型角振动陀螺仪的运动方程,导出了灵敏度方程,提出了提高陀螺系统灵敏度的简单可行的方法,即：设计制造陀螺仪时,使内外框架固有频率相等,或驱动信号采用二个正弦波之和,二个正弦波的频率应选为框架的固有频率。     

多级弯曲磁微梁执行器力-磁耦合宏模型

本文以多级弯曲磁微梁执行器为研究对象,先采用梁的模态函数线性组合来逼近梁的变形曲线,再将求模态磁场力的积分项分段求积,最后利用磁路定律,建立了考虑力磁耦合的非线性方程组,克服了以往的模型不能考虑力磁耦合的缺点.方程组的复杂程度(阶数)与所取的模态阶数相关.计算结果同实验数据对比表明,模型有足够的精度,可以作为宏模型使用.     

一种0.18 μm CMOS可编程分频器的设计

采用标准0.18 μm CMOS工艺,设计了一种可编程分频器。基于基本分频单元的特殊结构,对除2/除3单元级联式可编程分频器的关键模块进行改进,将普通的CML型锁存器集成为包含与门的锁存器,提高了电路的集成度,有效地降低了电路功耗,提升了整体电路速度,并使版图更为紧凑。后仿真结果表明,在1.8 V电源电压,输入频率f_in=1 GHz的情况下,可实现任意数且步长为1的分频比,相位噪声为-173.1 dBc/Hz @ 1 MHz,电路功耗仅为9 mW。     

串联电容对扭转静电微执行器Pull-in稳定的影响

在MEMS执行器的设计中,求出准确的Pull-in电压值是至关重要的.针对扭转式静电微执行器,采用串联电容方法来拓宽MEMS执行器的Pull-in行程,提出了相应的Pull-in模型,并给出了算例的数值结果.这些结果对扭转式静电微执行器的设计具有一定的参考价值.