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第２１卷第３期传感技术学报ｖ０１．２１Ｎｏ．３

２００８年３月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＥＮＳＯＲＳＡＮＤＡＣＴＵＡＴＯＲＳＭＡＲ．２００８

ＣａｐａｃｉｔａｎｃｅＡｎａｌｙｓｅｓｏｎＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ

ＭｏｄｅｌｏｆＨｏｒｉｚｏｎｔａｌ－ＡｘｉｓＳｉｌｉｃｏｎＭｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄＧｙｒｏｓｃｏｐｅ

ＹＥＦｕ，ＷＡＮＧＳｈｏｕ—ｒｏｎｇ，ＣＨＥＮＧＬｏｎｇ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａ１ｉｎｔｅｒｆａｃｅｍｏｄｅ１ｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ—ａｘｉｓｓｉｌｉｃｏｎｍｉｃｒｏｍａｃｈ—

ｉｎｅｄｇｙｒｏｓｃｏｐｅｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｉｍｐａｃｔｓｏｆｔｈｅｓｔｒａｙｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｏｎｏｕｔｐｕｔｓｉｇｎａｌａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｉｍｕ一

１ａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｏｆ￣ｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｍａｓｓａｎｄ

ｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅ，ｄｉｓｐｏｓａｌｗｉｒｅｓｈａｖｅｍａｄｅｇｒｅａｔｉｍｐａｃｔｏｎｏｕｔｐｕｔｓｉｇｎａ１．Ａｔｌａｓｔ，ｓｏｍｅｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｐｕｔｆｏｒ—

ｗａｒｄｔｏｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｔｒａｙｃａｐａｃｉｔａｎｃｅａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｉｇｎａｌｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｌｉｃｏｎｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓ；ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｉｎｔｅｒｆａｃａｍｏｄｅｌ；ｓｔｒａｙｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ；ｓｉｍｕ一

１ａｔｉｏｎ．

水平轴硅微机械陀螺仪机电接口模型的电容分析＊

叶甫，王寿荣，程龙

（东南大学仪器科学与工程学院，南京２１００９６）

摘要：以水平轴硅微机械陀螺仪结构为对象，建立了陀螺仪机电接口的理论模型，分析了模型中杂散电容对输出信号的影

响，并用电路分析软件对模型进行仿真。结果表明，陀螺仪活动结构与衬底、引线间的电容对输出信号的影响很大，最后提出

了减小杂散电容，提高信噪比的方法。

关键词：硅微机械陀螺仪，ｒＡｔａ接口模型；杂散电容；仿真

中图分类号：Ｖ＿２４１．５５４文献标识码：Ａ文章编号：１００４－１６９９（２ＯＯ８）０３－ｏ４８０．Ｏ３

硅微机械陀螺仪，是通过检测敏感电容的变化

量来测量输入角速率的。在结构中，除了存在有用Ｌｊ［１／

电容如驱动电容、敏感电容外，还存在许多杂散电獬Ｊ上１ｃ［ｅ］ｆ【

容。由于硅微机械陀螺仪的尺寸微小，尽管施加的

电信号相对比较微弱，但产生的杂散电容值往往大

于或远大于敏感电容的变化量，它们对检测结果有

着很大的影响，为提取有用信号带来了一定的难度。

因此，分析机电接口中的杂散电容具有重大意义。

图１Ｙ轴硅微机械陀螺结构

下面以水平轴硅微机械陀螺仪为例，建立机电接

化量以