پاورپوینت کامل با عنوان سیستم های میکروالکترومکانیک یا MEMS در 84 اسلاید

اختصاصی از یارا فایل پاورپوینت کامل با عنوان سیستم های میکروالکترومکانیک یا MEMS در 84 اسلاید دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فناوری MEMS چیست؟

---

فناوری MEMS یا فناوری سیستم‌های میکروالکترومکانیکی ، حاصل  تلفیق اجزای مکانیکی، حسگرها، محرکها و قطعات الکترونیکی بر روی یک لایه سیلیکون به کمک فناوری ساخت تراشه‌های میکرونی است .

---

در واقع « MEMS » ، « ریزفناوری‌ ها » یا سیستم‌ های میکرو‌ الکترو مکانیکی در واقع تلفیقی از اجزای مکانیکی ، حس‌ گر‌ ها ، بازو های مکانیکی و اجرای الکترونیکی هستند که بر روی لایه‌‌ ای از ماده استراتژیک « سیلیکون » قرار دارند.این ساختار مکانیکی بسیار کوچک در ابعاد « میکرون » بر پایه تکنولوژی « تراشه‌ های الکترونیکی » استوار است.

امروز در کشور های پیشرفته جهان ، توسعه تلفیقی سیستم‌ های مکانیکی و الکترونیکی در ابعاد بسیار کوچک مورد نظر است ، زیرا این بخش مهم علمی موجب افزایش سرعت و کم حجم شدن ابعاد صنایع در بخش صنعت خواهد شد.

فناوری « MEMS » یا فناوری سیستم‌ های میکرو الکترو مکانیکی ، در صنایع مختلف و اثرگذار جهان از جمله صنایع خودرو سازی ، موشکی ، تراشه‌ ها و نظامی کاربرد بسیار زیادی دارند.امروزه لزوم توسعه این فناوری باعث شده است تا بسیاری از کشور های جهان برای توسعه این فناوری و تولید محصول اقداماتی انجام و در این راستا سرمایه‌ گذاری‌ هایی صورت دهند.

کشور های ژاپن و کره جنوبی که از پیشگامان توسعه این فناوری در جهان بودند ، امروزه تولیدات بسیاری در زمینه صنایع خودرو سازی و محصولات الکترونیکی « ریزفناورانه » دارند.

در حالی که بر اساس آمار های ارائه شده نیاز به « MEMS » روز به روز در حال گسترش است ، بازار این فناوری در سال 2011 از مرز 11 میلیارد دلار گذشت ، ضمن این‌ که نکته قابل تأمل دخالت تنها چند کشور در صادرات محصولات این فناوری است.از دیگر موارد برجسته در این موضوع نیاز روز افزون به این فناوری با توجه به این مسأله که بشر دریافته است باید نیاز های خود را بدون ایجاد آلودگی و اشغال فضای بیهوده توأم با سرعت بیشتر برطرف کند.

به طور کلی مطالعه و ارزیابی عملکرد برای توسعه تولید و تجاری‌ سازی محصولات بر پایه ریزفناورانه می‌ تواند الگویی مفیدی برای شکل‌ دهی یک مدل توسعه در کشور ما باشد ، زیرا تجارت پر سود این فناوری و آینده صنعتی دنیا و ارتباط آن با این فناوری کتمان ناپذیر است ؛ ضمن این‌ که برطرف کردن نیاز های اصلی صنعتی کشور در گرو توسعه این فناوری است.

ویژگی های فناوری MEMS

در حالی که قطعات الکترونیکی با استفاده از روال ساخت مدار مجتمع (IC) ساخته می‌شوند (همانند فرآیندهای CMOS ، Bipolar و یا BICMOS)، عناصر میکروماشینها از طریق فرآیندهای ماشین کاری میکرونی ( Micromachining ) تولید می‌شوند به این ترتیب که بر حسب مورد، قسمتهایی از ویفر (Waf ER) برداشته‌شده یا لایه‌های جدیدی به آن اضافه می‌شود MEMS. با تلفیق میکروالکترونیک سیلیکونی با فناوری ماشین کاری میکرونی، نوید تحول را در تقریبا" هرنوع محصولی می‌دهد تا به این ترتیب به "نظام روی یک تراشه" جامة عمل بپوشاند. MEMS فناوری واقعاً توانایی است که با درک و کنترل قابلیتهای "میکروسنسورها" و "میکرو محرکها" و به همراه آوردن توانایی محاسبات دستگاههای میکروالکترونیکی, موجب پیشرفت در تولیدات هوشمند می‌شود. MEMS  همچنین فناوری بسیار گسترده و مستعدی است، چه در کاربرد و چه در نحوة ساخت و طراحی ابزارها.

فناوری MEMS امکان تلفیق میکروالکترونیک را با درک فعال و اعمال کنترلی  فراهم کرده، فضای طراحی و کاربرد را بسط می‌دهد.

فناوری MEMS یا فناوری سیستم‌های میکروالکترومکانیکی ، حاصل  تلفیق اجزای مکانیکی، حسگرها، محرکها و قطعات الکترونیکی بر روی یک لایه سیلیکون به کمک فناوری ساخت تراشه‌های میکرونی است

مدارهای پیوستة میکروالکترونیکی (IC) می‌توانند بعنوان مغز متفکر سیستمها باشند و MEMS با اضافه‌کردن "چشم" و "بازو" ، این قدرت تفکر را توسعه می‌‌دهد تا این میکروسیستمها بتوانند محیط اطرافشان را حس کرده و کنترل نمایند. 

این حسگرها در ساده‌ترین حالت خود با کمک اندازه‌گیری پدیده‌های مکانیکی، گرمایی، زیستی، شیمیایی، نوری و مغناطیسی، اطلاعات را از محیط جمع‌آوری می‌کنند. پس از اخذ اطلاعات از حس‌کننده‌ها, دستگاههای الکترومکانیکی به کمک قدرت تصمیم‌گیری خود، محرکها را به پاسخ‌‌هایی چون : حرکت، جابجایی، تنظیم‌کردن، پمپ‌کردن و فیلترکردن وادار کرده, محیط را به سمت نتایج موردنظر هدایت می‌کنند. از آنجا که دستگاههای MEMS همانند ICها با تکنیکهای ساخت ناپیوسته  ساخته می‌شوند، می‌توان ‌سطح بسیار بالایی از کارکرد، اطمینان و پیچیدگی را  با هزینه اندک بر روی تراشة کوچک سیلیکونی  شکل داد.

کاربرد فناوری MEMS

 فناوری MEMS توانایی کشفیات جدیدی را در علوم و مهندسی دارد، مثل:

 *میکروسیستمهای واکنشهای زنجیره‌ا‌ی پلیمراز (PCR) برای تقویت و شناسایی DNA

*میکروسکپهای تونل‌زنی پیمایشگر (STM) که با فرآیندهای ماشینکاری میکرونی ساخته شده‌اند

*تراشه‌های زیستی  شناساگر عوامل خطرناک شیمیایی و بیولوژیکی

* فناوری جهشی میکروسیستمها جهت غربال‌ و انتخاب سریع دارو

ابزارهای MEMS در بازارهای مختلف صنعتی, تعیین‌کنندة کیفیت محصولات شده و پیش‌بینی می‌شود که این فناوری سالانه 50% رشد داشته ‌باشد.

اگرچه وسایل MEMS خیلی کوچک اند (مثلا" MEMS دارای موتورهای الکتریکی کوچکتر از قطر موی انسان است) ولی اهمیت فناوری MEMS فقط به اندازة آنها مربوط نمی‌شود. علاوه بر این، MEMS فقط به پایه سیلیکونی محدود نمی‌شود، هرچند سیلیکون به دلیل داشتن خواص عالی  به یک انتخاب جالب توجه برای مصارف مکانیکی با کیفیت بالا تبدیل شده است. (مثلا" نسبت استحکام به وزن برای سیلیکون از خیلی از مواد مهندسی دیگر بالاتر است، که  ساخت وسایل مکانیکی با  پهنای باند وسیع (band width) را ممکن می‌سازد). در عوض، MEMS  فناوری تولیدی است که راه جدیدی برای ایجاد سیستمهای الکترومکانیکی ارائه می‌دهد با تکنیکهای تولید ناپیوسته ارائه می‌دهد، مانند روش تولید مدارهای مجتمع که باعث تولید عناصر الکترومکانیکی در کنار قطعات الکترونیکی می‌شود.

مزایای فناوری MEMS

فناوری MEMS مزایای متعددی دارد: اول اینکه MEMS  فناوری گسترده‌ای  است که بالفعل می‌تواند تأثیر مهمی بر  انواع تولیدات تجاری و نظامی بگذارد. هم‌اکنون MEMSS در هر چیزی، از نمایش فشار خون گرفته تا سیستمهای تعلیق فعال خودروها active suspension ) systems   )مورد استفاده قرار می‌گیرد. لذا ماهیت فناوری  MEMS و کاربردهای متعددش، آن را از فناوریهای مرسوم حتی مدارهای مجتمع و ریزتراشه‌ها فراگیر تر نموده است.

دوم اینکه MEMS فاصلة بین سیستم‌های  مکانیکی پیچیده و مدارهای مجتمع الکترونیکی را پر می‌کند. حس‌کننده‌ها و محرکها عموماً گران قیمت‌اند، به علاوه سیستم "الکترونیکی، محرکها و حس‌کننده‌ها" در ابعاد بزرگ قابل اعتماد نیستند. فناوری MEMS امکان ساخت سیستمهای میکروالکترومکانیکی را با استفاده از تکنیکهای ساخت ناپیوسته  فراهم کرده موجب برابری قیمت و اعتبار حس‌کننده‌ها و محرکها با مدارهای مجتمع می‌شود. جالب اینکه، انتظار می‌رود کارآیی دستگاهها و ابزارهای MEMS بالاتر از عناصر و سیستمهای مقیاس ماکرو و قیمت آن خیلی پایین‌تر از آنها باشد.

به عنوان یک نمونة جدید از فواید فناوری MEMS می‌توان به شتاب‌سنجهای MEMS  اشاره کرد، که به سرعت جایگزین سرعت‌سنجهای مربوط به سیستمهای کیسة هوا در اتومبیل می‌شود. در روش مرسوم از چندین شتاب‌سنج حجیم شامل اجزای مختلف در جلوی خودرو استفاده می‌‌شود که قطعات الکترونیکی سیستم در نزدیکی کیسة هوا قرار دارند و قیمت مجموعه بالغ بر 50 دلار است.

  فناوری گسترده‌ای  است که بالفعل می‌تواند تأثیر مهمی بر  انواع تولیدات تجاری و نظامی بگذارد

MEMS این امکان را فراهم کرده تا شتاب‌سنج و وسایل الکترونیکی با هزینه‌ای کمتر از 5 تا 10 دلار در یک ریزتراشة سیلیکونی تلفیق شوند. شتاب‌سنج MEMS خیلی کوچکتر، کارآمدتر، سبکتر و قابل اعتمادتر بوده و قیمتی بسیار کمتر از شتاب‌سنجهای مرسوم دارد. لذا انتظار می‌رود  ظرف چند سال آینده این شتاب‌سنجها جایگزین دستگاههای مشابه در کلیه خودروهای خارجی و داخلی گردند. بهای اندک عناصر شتاب‌سنج MEMS ، اجازة ساخت کیسة هوا برای حفاظت مسافرین در مقابل ضربات کناری را می‌دهد. ادامة پیشرفت در فناوری شتاب‌سنج MEMS در 5 سال آینده، امکان می‌دهد تا حس‌کننده‌ها, اندازه و وزن یک مسافر را تعیین کرده پاسخ بهینه را محاسبه کنند تا صدمات احتمالی ناشی از کیسه هوا کاهش یابد.

فهرست مطالب:

مینیاتوری کردن

مقایسه MEMS و Microelectronic

طبقه بندی MEMS

پیوندهای بین اتمی

ساختار ماده

شبکه های کریستالی

شبکه های کریستالی مکعبی

صفحه ها و جهت ها

زیرلایه

ویفر

برش ویفر

لایه نشانی

لایه نشانی بخار فیزیکی

اسپاترینگ

لایه نشانی بخار شیمیایی

لایه برداری

ایجاد طرح

روشهای لیتوگرافی

ماسک

فوتورزیست

نوردهی و ظهور

میکروسوییچ

انواع میکروسوییچ

مراحل ساخت یک میکروسوییچ

فیلترهای RF MEMS

اختصاصی از یارا فایل فیلترهای RF MEMS دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فیلترهای RF MEMS

37 صفحه در قالب word

فهرست مطالب:

مقدمه. 2

میکرو فیلتر ها ی R F. 4

Electrostatic comb drive. 6

Micromechanical filters using electrostatic coupled beam structures. 17

Basics of surface acoustic wave filter operation. 23

طراحی پهنای باند فیلتر. 25

Filter Termination. 26

مراجع. 29

مقدمه

اساس کار فیلترها جداسازی سیگنالها بر اساس فرکانس و در واقع حذف نویز می باشد

فیلترها به طور کلی به اقسام زیر تقسیم می شوند:

1 – فیلتر پایین گذر (Low Pass Filter, LPF)

2 – فیلتر بالا گذر (High Pass Filter, HPF)

3 – فیلتر میان گذر (Band Pass Filter , BPF)

4 – فیلتر میان نگذر (Band Stop Filter , BSF)

5- فیلتر تمام گذر (All Pass Filter)

که شکل های هر یک از این فیلتر ها در شکل- 2 آورده شده است.

فیلتر های RF کاربرد گستر ده ای در مخابرات دارند . یک فیلتر مایکرویو شبکه ای دو دهانه است  که برای کنترل پاسخ فرکانسی در یک نقطه ی معین در یک سیستم ماکروویو به کار می رود و این عمل با فراهم کردن انتقال و ارسال در فرکانسهای داخل باند عبور فیلتر و  تضعیف در باند قطع  فیلتر  انجام  می گردد .  پاسخ فرکانسی  شامل مشخصات فیلترهای پایین گذر, بالا گذر , میان گذر , و باند عبوری و باند قطع می باشد .  از کاربردهای فیلترهای مایکروویو می توان تقریبا هر نوع سیستم مخابراتی مایکروویو , رادار  و سیستم های اندازه گیری و تست  مشاهده نمود. [1]

به دلیل استفاده ی زیاد از فیلترهای RF , مهندسین در  صدد ساخت میکرو فیلترهای RF برآمدند که در زیر به مموارد بیشتر پرداخته شده است .

میکرو فیلتر ها ی R F

Mems از دهه ی 1970  گسترش یافته است. در  ابتدا محصولاتی که در mems ساخته شد عبارتنداز: سنسورهای فشار , دما  و  گاز .یکی از مواردی که در بهینه سازی مدار باید به آن  توجه کرد  , اندازه  یا  حجم  مدار می باشد . امروزه مهندسین و دانشمندان در صدد ساختن دستگاه هاو مدارهایی هستند که دارای ابعادی در حد میکرو یا نانو باشند، که نه  تنها  از نظر کارایی  چیزی کمتر از  مدارها و دستگاها  در  ابعاد  معمولی  ندارند  بلکه کارایی   بهتری  نیز  خواهند  داشت . در  حالت کلی  مواردی  را که باید در  بهینه  سازی  مدار باید به آن توجه  کرد  عبارتند از : اندازه  یا حجم مدار , توان  مصرفی مدار ,  ولتاژ  تغذیه  مدار ,  نویز  مدار و  ...   تلاشهای مهندسین و دانشمندان در راستای بهینه نمودن تمامی مشخصات فوق صورت می گیرد. سعی دارند که به همه ی این موارد در بهینه سازی مدار دست  یابند . البته تا حدود  زیادی در تکنولوژی mems و یا nems به این  امر دست  پیدا  کردند  .  یکی  از  این  دستگاهها یی که در تکنولوژی  memsیا nems ساخته شده است,  میکرو  فیلترهای  RF  می باشد.

• A single resonator has a biquad frequency spectrum. Although useful for frequency selection, the bandpass biquad response of a single resonator is often insufficient for the selectivity requirements in practical communication applications.

• Figure 4.18 presents a common bandpass filter specification, explicitly indicating important metrics, such as bandwidth, insertion loss, stopband attenuation, and shape factor.

پارامترهای مشخص برای یک فیلتر در شکل- 3 نمایش داده شده است. همانطور که از شکل زیر بر می آید پارامترهای مهم فیلتر عبارتند از:

1. پهنای باند عبور: گستره ای از فرکانس که در آن دامنه از مقدار حداکثر به اندازه 3dB کمتر است. در این فرکانس ها ورودی به خروجی انتقال می یابد.
2. پهنای باند توقف: گستره ای از فرکانس ها که در آن ورودی به صورت تضعیف شده به خروجی منتقل می گردد. در حالت ایده ال از باند توقف سیگنالی عبور نمی کند.
3. Insertion Loss: مقدار اختلاف حداکثر دامنه تابع تبدیل فیلتر از مقدار 0dB.
4. ضریب تیزی: بیانگر میزان قدرت فیلتر در عبور سیگنال مربوطه و حذف سیگنال های زائد است.

چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود، ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می‌باشد.
متن کامل با فرمت word را که قابل ویرایش و کپی کردن می باشد، می توانید در ادامه تهیه و دانلود نمائید.

تغییر دهنده ی فاز MEMS

اختصاصی از یارا فایل تغییر دهنده ی فاز MEMS دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تغییر دهنده ی فاز MEMS

60 صفحه در قالب word

فهرست

مقدمه       ....................       4

1. تعریف ...........................................   6   
   1. تغییر دهنده ی فاز دیجیتال                                                                                       7
   2. تغییر دهند ه ی فاز آنالوگ                                                                                       8
   3. تغییر دهند ه ی فاز ثابت                                                                                           9
   4. تغییر دهند ه ی فاز خطی                                                                                       9
2. المان های تغییر دهنده ی فازی .............................    10
   1. خط انتقال                                                                                                   10
   2. قطعه ی اکتیو GaAs FET                                                                     13
3. المان های کنترلی تغییر دهنده های فاز  ....................... 15
   1. مواد فریتی 16
   2. دیود   PIN                                                                                        18
   3.   FET                                                                                                19
   4. مواد فروالکتریک به فرم نوار نازک 20
   5. سوئیچ MEMS                                                                                          20
4. برتری تغییر دهنده های فاز MEMS    .....................   21
5. طراحی تغییر دهنده های فازی ......................................    22
   1. تغییر دهنده ی فاز با تغییر خط انتقال سیگنال                                        23
   2. مفهوم انعکاس در خطوط انتقال                  27
   3. تغییر دهنده ی فاز انعکاسی                                                              28
   4. تغییر دهنده ی فاز با بارگذاری خط انتقال سیگنال      32
      1. تغییر دهنده های فاز توزیع شده MEMS   (DMTL  )           36
      2. طراحی آنالوگ DMTL        44
      3. طراحی دیجیتال DMTL                                                       45
   5. نمونه ساخت   ...................................................        47
      1. تغییر دهنده ی فاز گسترده ی 5 بیتی MEMs                                48
      2. 1.1.  طراحی سلول واحد خطی                                                           51
      3. 1.2. طراحی سلول واحد با خمیدگی زاویه ی راست                    54
   6. نتیجه ..............................................         55

مراجع     ...............................         56  

مقدمه

قبل  از ظهور تغییر دهنده های فاز1 متغیر الکترونیکی در سال 1950  میلادی  ،  تقریبا همه ی تغییر دهنده های فاز در هردو نوع ثابت و متغیر به صورت مکانیکی بوده اند .

 اولین نمایش تجربی  تغییر دهنده های فاز فریتی برای  تجسسگر آرایه ی فازی2    در سال 1950  بوده است  . در نیمه سال 1960  دسته ی مهم دیگری از تغییر دهنده ی فاز که از دیود به عنوان سوئیچ های الکترونیکی برای کنترل تغییر فاز استفاده می کرده اند ،   پا به عرصه گذاشته اند .در خلال سال 1980  چندین نوع دیگر از این قطعات  نیز به ظهور رسیدند  که مهمترین آنها قطعه ی اکتیو GaAs FET   بوده است . با ظهور مدار های مجتمع یکپارچه مایکروویو 3   تغییر دهنده های فاز MMIC  به کارگیرنده ی  المان های کنترل الکترونیکی MESFETs   و Varactor   نیز ساخته شده اند .

مهمترین کاربرد تغییر دهنده های فاز در آنتن های آرایه ی فازی است که در سیستم های ارتباطات راه دور و رادار ها استفاده می شود .

تغییر دهنده های فاز با تلفات ورودی و توان راه اندازی پایین ،  وقابلیت تنظیم پیوسته و هزینه ی ساخت پایین  ، کلید اساسی برای ساخت آرایه های آنتن فاز ی می باشد.این آنتن ها در مقیاس امواج مایکرومتر ومیلیمتر به این دلیل مورد توجه اند که می توان امواج الکترومغناطیسی را بدون حرکت   دادن فیزیکی آنتن  و  با  کنترل  الکترونیکی فاز  سیگنال

………………………………………………………………………………………

1. Phase shifter    Phase array scanning                        3.   MMIC

جهت داد . یک آرایه ی آنتن از مجموعه ای از المانهای  تشعشع کننده تشکیل می شوند ، که هرکدام هدایت کننده ی موج با  فازی می باشند که  به وسیله ی تغییر دهنده ی فاز تعیین می شود. بنابراین طراحی تغییر دهنده ی فاز کم اتلاف و سبک و کم هزینه برای ساخت این آنتن ها ضروری می باشد.

شکل زیر  اصول کار یک آرایه ی آنتن را بر پایه ی شیفت دهنده های فاز نشان می دهد. جهت پرتو می تواند با توجه به فاصله ی نسبی بین دو عنصر آنتن کنترل شود.

پارامتر هایی نظیر  تطبیق امپدانس مناسب ، قابلیت مدیریت مناسب توان ، توان راه اندازی پایین و سرعت پاسخ دهی بالا پارامترهای مهم در شیفت دهنده ی فاز اند.تا کنون شیفت دهنده های فاز زیادی برای دستیازی به این پارامترها ساخته شده اند. سوئیچها و تغییر دهنده های فاز و دیگر قطعات MEMS  در فرکانسهای     RF و   امواج میلیمتری عملکرد استثنائی از قبیل تلفات داخلی کم و ایزولاسیون بالا و توان راه اندازه پائین ارائه می نمایند.

1. تعریف

شیفت دهنده ی فاز یک شبکه ی دو دهانه است که در آن اختلاف فاز بین ورودی و خروجی با یک سیگنال کنترلی که معمولا یک  بایاس DC است کنترل می شود.

تغییر دهنده های فاز را به طور کلی می توان به دو صورت تقسیم بندی کرد. در یک تقسیم بندی به قابلیت تولید فاز قطعه  توجه می شود  و به دو نوع دیجیتال و آنالوگ تقسیم می شوند و در نوع دیگر  تقسیم بندی به تغییرات تغییر دهنده ی فاز در مقابل فرکانس توجه می شود که به دو نوع  ثابت و خطی تقسیم بندی می شود که در بخش های زیر شرح داده می شود :

1. تغییر دهنده ی فاز دیجیتال

شیفت دهنده های فاز دیجیتال  که در آن شیفت فاز می تواند تنها مقادیر گسسته ی از پیش تعیین شده ای نظیر 45°,90°,… را اتخاذ کنند و معمولا با کمک سوییچ ها ساخته می شوند. برای مثال یک شیفت دهنده های فاز سه بیتی بر پایه ی شبکه های تاخیر 45/90/180° بوده و می تواند با توجه به ترکیب بیتهای استفاده شده تاخیر فاز هایی مثل    0,45,90,135,180,225,270,315°   ایجاد کند  تعداد بیت های N   ، تعداد شبکه های تاخیر را معلوم می کند  و این شبکه های تاخیر را به صورت N   بیت  با توجه به ارزش فازی هر شبکه کنار هم قرار می دهیم   و 1 و 0  بودن هر بیت و یا به عبارتی هر شبکه ، یعنی این شبکه فاز تعریفی خود را ایجاد می کند و یا خیر . هر شبکه ی N بیتی  2N  حات فاز را می تواند ایجاد کند که به صورت نشان داده شده در جدول زیر می توان چنین  فاز هایی را بدست آورد :

چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود، ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می‌باشد.
متن کامل با فرمت word را که قابل ویرایش و کپی کردن می باشد، می توانید در ادامه تهیه و دانلود نمائید.

احساس و کنترل الکترونیک شتاب سنج mems

اختصاصی از یارا فایل احساس و کنترل الکترونیک شتاب سنج mems دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

چکیده:

  در این کار تکنیک های طراحی سیستم برای حس و کنترل جنبش ساختاری MEMS با جرم خیلی کوچک و ظرفیت خازنی خیلی پایین تحقیق گردیده و برای ساخت شتا سنج COMS MEMS مجتمع نویز پایین بکار گرفته شده است. ساختارهای COMS MEMS  با میکرو ماشین کاری سطحی ساخته شده اند که جرم کلی به اندازه خیلی کوچکتر از10^–kgو ظرفیت خازنی کمتر از fF 100 دارند. شتاب COMS MEMS  به طور معمول حساسیتی پایی در حدود 1mv/g و تغییرات خازنی در اثر تغییر شتاب حدود 0/4fF/g را دارا می باشند بنابراین نویز و دیگر اثرات مخرب بایستی حداقل گردند. برای شتاب سنج MEMS سه نوع منبع نویز وجود دارد: نویز الکترونیکی حاصل از واسط مدار و سنسور، نویز براونی حرارتی – مکانیکی ناشی از مصرف انرژی برای دمپ و نویز چندی کننده وقتی که سیستم شامل مبدل آنالوگ به دیجیتال هم باشد. غیر خطی های دیگری هم شامل آفست موقعیت سنسور، آفست مدار و شارژ نامطلوب در گرههای امپدانس بالای سانسور وجود دارند. در قسمت طراحی مدار حسگر مدل نویز مداری را مطرح کرده ایم که توسط آزمایش تایید شده و دید کلی برای آلی های دیگر اضافه شده اند که شامل ساختار کم نویز حس ولتاژ پیوسته – زمانی براساس پایدار چاپر، حداقل کردن نویز وابسته ورودی براساس تطبیق خازنی در اتصال سنسور به مدار، بایاس dc قوی در گره احساس که بصورت پریودیک شارژ ناخواسته را ریست (reset) می کند و حذف آفست توسط تقویت کننده تمام تفاضلی، نمونه اولیه که با این تکنولوژی ساخته شده دارای کف نویز 50mg/rtHZ می باشد که نویز براونی را پوشش داده و آفست سنسور را بیش از 40dB کاهش می دهد.

مقدمه:

   در طول بیست سال گذشته پیشرفت میکروتکنولوژی قادر ساخته که سنسورهای کوچک و محرک های آن بصورت یکپارچه در یک بسته بندی ایجاد شوند. این فناوری باعث ایجاد سیستم های میکرو الکترونیک و مکانیک MEMS شده است. در این گزارش دو مورد احساس و کنترل سیستم های MEMS مورد توجه قرار میگرد. در این گزارش مدارات الکترونیک برای سنسورهای خازن کم نویز و سیستم های کنترل با فیدبک قوی ارائه شده است.

تعداد صفحه :84

بررسی و شبیه سازی شتاب سنج MEMS با حساسیت زیاد و نویز کوانتیزاسیون پایین

اختصاصی از یارا فایل بررسی و شبیه سازی شتاب سنج MEMS با حساسیت زیاد و نویز کوانتیزاسیون پایین دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

چکیده:

یک شتاب سنج وسیله ای است که شتاب حرکت جسم جامد را اندازه گیری می کند. میکرو شتاب سنج ها برای آشکار کردن نیروهای دینامیکی در یک سیستم مکانیکی در حال حرکت بکار می روند. این شتاب سنج ها به طور وسیع در صنعت اتومبیل استفاده می شوند. از جمله در موارد: سیستم توقف ماشین و سیستم ترمز ضد قفل برای راه اندازی کیسه هوا به منظور امنیت راننده و مسافر و سایر کاربردهای دیگر.

انواع اصلی شتاب سنج ها به قرار زیر می باشد:

1) شتاب سنج پیزورزیستیو: اولین شتاب سنج با تکنولوژی میکرو ماشینی است که توسط ریلانس و آنگل در سال 1979 در دانشگاه استنفورد ساخته شد. مزیت این شتاب سنج ها این است که در سیلیکون به آسانی ساخته می شوند و مدارات مرتبط آنها نسبتا ساده است و سیگنال خروجی امپدانس پایین ایجاد می کنند. یک مانع جدی در استفاده از این سنسورها این است که سیگنال خروجی وابستگی حرارتی شدیدی دارد و سیگنال خروجی نسبتا کوچک است.

2) شتاب سنج های پیزوالکتریک: این شتاب سنج ها به طور معمول از مواد پیزوالکتریک برای آشکار کردن جرم حساسه استفاده می کنند. مزیت آنها این است که این سنسورها پهنای باند وسیع دارند و مانع اساسی این است که این نوع شتا ب سنج ها به سیگنال های شتاب فرکانس پایین و استاتیک پاسخ نمی دهند.

3) شتاب سنج های تونلی: در این شتاب سنج ها برای اندازه گیری موقعیت جرم حساسه از جریان تونلی که از یک نوک تیز به یک الکترود برقرار است استفاده می شود. این مکانیسم آشکارسازی جرم حساسه خیلی حساس است. چندین شتاب سنج بر پایه این اصول گزارش شده است اما هیچ افزاره تجارتی تاکنون ساخته نشده است. مشکل اساسی دیگر در این نوع شتاب سنج ها دریفت طولانی مدت جریان تونلی است و توسط میدان های الکتریکی بالا مواد از نوک برداشته می شوند.

4) شتاب سنج های خازنی: در این شتاب سنج ها برای اندازه گیری موقعیت جرم حساسه از خازنی که بین انگشت های متحرک (که به جرم متحرک متصل هستند) و انگشت های ثابت (که به قاب ثابت متصل هستند ) استفاده می شود. در این پروژه از شتاب سنج خازنی استفاده می کنیم و محدوده پارامترهای مختلف برای یک ش تاب سنج خازنی با حساسیت زیاد و سطح نویز پایین را بدست می آوریم.

مقدمه:

ابزارهای اندازه گیری اینرسی که برپایه سامانه های میکرو الکترو مکانیکی هستند در دهه اخیر پیشرفت چشمگیری داشته اند. شتاب سنج ها و ژیروسکوپ های جدید تجاری ابزارهای اندازه گیری اینرسی را با ابعاد کوچکتر و قیمت کمتر نسبت به نوع غیر MEMS ارائه کرده اند. این سنسورها با قیمت کم و توان مصرفی پایین باعث ایجاد بازارهایی در زمینه خودروسازی و سایر زمینه های صنعتی و تجاری شده اند.

یکی از فاکتورهای بسیار مهم در شتاب سنج های برپایه سامانه ها ی میکرو الکترو مکانیکی فاکتور حساسیت می باشد برای رسیدن به حساسیت بالا نیازمند فرکانس طبیعی پایین هستیم و برای داشتن فرکانس طبیعی پایین باید ثابت فنر کوچک داشته باشیم. بنابراین در فصل اول این پروژه می خواهیم ساختار مکانیکی را طوری طراحی کنیم که در نهایت به فرکانس طبیعی پایین دست یابیم.

داشتن حساسیت بالا باعث می شود که جرم حساسه به ازای شتاب ورودی جابجایی زیادی داشته باشد بنابراین واسط الکتریکی می تواند حتی برای ورودی های کوچک شتاب هم اشباع شود. بنابراین باید جابجایی جرم حساسه را توسط قرار دادن آن در حلقه فی دبک منفی کنترل کنیم. در فصل دوم این پروژه روابط حلقه فیدبک منفی را بدست خواهیم آورد و به بررسی پایداری آن خواهیم پرداخت.

از آنجا که در شتاب سنج MEMS مورد نظر ما شتاب خروجی به صورت دیجیتال است لذا در حلقه فیدبک از یک کوانتایزر استفاده شده است. به همین دلیل وجود نویز کوانتیزاسیون در سیگنال خروجی اجتناب ناپذیر است. در فصل سوم به بررسی راهکارهایی برای کاهش توان نویز کوانتیزاسیون و افزایش SNR و SNDR خواهیم پرداخت و نهایتا در انتهای همین فصل تاثیر پارامترهای سیستم را بر روی پاسخ پله سامانه بررسی خواهیم کرد.

تعداد صفحه : 80

فهرست مطالب:

چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات 3
1) هدف 4 -1 °
2) پیشینه تحقیق 4 -1 °
3) روش کار و تحقیق 4 -1 °
فصل دوم : طراحی اجزای مکا نیکی 6
1) مقدمه 7 -2 °
2) تحلیل و طراحی مکانیکی 7 -2 °
3-2 ) طراحی فنر 10
1)فنر پا خرچنگی تا شده 11 -3 -2
2-3-2 )فنر ته بسته 12
4)نیروی الکتروستاتیکی 15 -2
5)نرم شدگی فنر الکتروستاتیک 16 -2
فصل سوم:حلقه سیگما-دلتا 18
1) مقدمه 19 -3
2) حلقه فیدبک 19 -3
3) تبدیل سیگما-دلتا 21 -3
4) تحلیل سامانه سیگما-دلتا 23 -3
5) پایداری 27 -3
29 G(z) بر روی پایداری Tc 1) بررسی تاثیر پارامتر -5 -3
31 G(z) بر روی پایداری Tf 2) بررسی تاثیر پارامتر -5 -3
ب
فهرست مطالب
عنوان مطالب شماره صفحه
32 G(z) بر روی پایداری α 3-5-3 )بررسی تاثیر پارامتر
35 SNDR و SNR فصل چهارم:نویز کوانتیزاسیون و
1-4 ) مقدمه 36
2-4 ) نویز کوانتیزاسیون 36
39 SNR 3- ) بررسی اثر افزایش نرخ نمونه برداری بر روی 4
4-4 ) شکل دهی نویز 41
50 SNDR (5-4
6-4 ) بررسی پاسخ پله سامانه سیگما- دلتا 58
فصل پنجم:نتیجه گیری و پیشنهادات 64
نتیجه گیری 65
پیشنهادات 65
فهرست منابع فارسی 66
فهرست منابع لاتین 67
چکیده انگلیسی 80