零位平衡被廣泛地應(yīng)用在慣性傳感器中,例如在加速器和陀螺儀中,該方法通常作為力反饋的參照。標(biāo)準(zhǔn)的加速度計(jì)采用檢測(cè)懸掛在襯底彈簧上質(zhì)量塊的方式。物體的加速度導(dǎo)致檢測(cè)質(zhì)量塊的偏移,例如電容式或壓阻式檢測(cè)。相反,在力反饋的情況下,靠反饋回路檢測(cè)偏移和施加恢復(fù)力給質(zhì)量塊,質(zhì)量塊能保持在原位,例如采用靜電驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)。因此,加速度計(jì)對(duì)機(jī)械彈簧常量的變化和位移傳感器的靈敏度不敏感。此外,它的帶寬能夠擴(kuò)大到超過機(jī)械結(jié)構(gòu)的帶寬。如果力反饋靠delta-⒍gma調(diào)制器結(jié)構(gòu)實(shí)施,會(huì)形成一個(gè)機(jī)電delta-⒍gma調(diào)制器,直接獲得數(shù)字輸出。本書第5章引人一個(gè)在陀螺儀中使用的力反饋的先進(jìn)型號(hào),以及闡述怎樣才能實(shí)現(xiàn)比開環(huán)結(jié)構(gòu)更寬的帶寬。

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    零位平衡的另一個(gè)應(yīng)用可以在熱方均根一直流轉(zhuǎn)換器中找到。為了測(cè)量電輸人信號(hào)方均根的真實(shí)值,熱方均根一直流轉(zhuǎn)換器測(cè)量與信號(hào)在電阻中耗散的功率有關(guān)的上升溫度。通常,電阻安裝在熱隔離結(jié)構(gòu)中,其作用比如在芯片中的微機(jī)械薄膜以獲得大量的溫度上升。本章參考文轉(zhuǎn)換器使用了兩個(gè)這樣的薄膜,每個(gè)包含一個(gè)多晶硅電阻和一個(gè)雙極型晶體管作為溫度傳感器使用。在一個(gè)薄膜中的電阻被輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng),而另一個(gè)薄膜被反饋放大器驅(qū)動(dòng)。同樣地,放大器靠雙極型晶體管的檢測(cè)來保持兩個(gè)薄膜的溫度相等。在放大器輸出端的直流電壓等價(jià)于輸人信號(hào)的方均根值。系統(tǒng)的傳輸函數(shù)獨(dú)立于晶體管溫度傳感器的函數(shù),提供了兩個(gè)雙極型晶體管匹配的條件。