MEMS加速度計(jì)的1-f噪聲分析及濾波技術(shù)研究.pdf

1、21世紀(jì)，MEMS加速度計(jì)因其可批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于汽車、智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等多方面民用產(chǎn)品中，但對(duì)于航空、工業(yè)機(jī)器人等對(duì)性能要求極高的應(yīng)用領(lǐng)域則相對(duì)匱乏。究其原因是因?yàn)榈统杀镜腗EMS加速度計(jì)系統(tǒng)中的運(yùn)放大多是由 CMOS工藝制成的，而這樣的運(yùn)放本身存在很大的熱噪聲與1/f噪聲。電路設(shè)計(jì)人員一般通過設(shè)計(jì)更大體積的器件或需要更多電流帶動(dòng)的器件來(lái)減小1/f噪聲，而這樣就必然會(huì)增加不必要的成本與功耗；另一種減小1/f噪聲的方法則

2、是通過各種濾波方法實(shí)現(xiàn)，雖然這些濾波方法可以很好去除帶外噪聲，但對(duì)于帶內(nèi)1/f噪聲與帶內(nèi)熱噪聲卻是無(wú)能為力。
　　為了消除存在于有用信號(hào)頻帶的1/f噪聲，本文提出了基于1/f噪聲模型與含噪信號(hào)小波近似系數(shù)的相關(guān)性去噪算法。該算法中先對(duì)噪聲信號(hào)與1/f噪聲分別進(jìn)行小波分解，然后將得到的近似系數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，最后通過去除掉相關(guān)度高的系數(shù)即可將1/f噪聲去除掉。
　　進(jìn)一步擴(kuò)大上述去噪算法的適用性，本文同樣考慮了帶內(nèi)與帶外的熱噪

3、聲去除問題，對(duì)于帶內(nèi)熱噪聲，可將熱噪聲模型加入到上述去噪算法中1/f噪聲模型中；而對(duì)于帶外熱噪聲，本文在上述去噪基礎(chǔ)上對(duì)其小波細(xì)節(jié)系數(shù)采用小波軟閾值去噪算法。
　　本文在MATLAB平臺(tái)上通過與多種傳統(tǒng)小波閾值去噪算法相比較，仿真驗(yàn)證了上述算法的有效性。仿真結(jié)果表明，本文提出的考慮1/f噪聲模型與含噪信號(hào)的小波近似系數(shù)的相關(guān)性—閾值去噪算法的降噪效果優(yōu)于其他傳統(tǒng)閾值去噪算法。為了進(jìn)一步驗(yàn)證本文提出的去噪算法的實(shí)用性，本文將此算法應(yīng)