[发明专利]弱耦合分数阶MEMS谐振器的模拟电路

权利要求书

1.一种弱耦合分数阶MEMS谐振器的模拟电路，其特征在于，该电路包括4个比例积分运算电路，4个反相比例电路，14个乘法器(A1～A14)，2个直流电源和2个交流电源；

所述比例积分运算电路与所述反相比例电路之间通过电阻(R4、R7和R10，或者，R19、R22和R24)串联连接；其中，第一～第四个比例积分运算电路的输出端分别连接至电压信号-x2、-x1、-x4或-x3，第一～第四个反相比例电路输出端连接至电压信号x2、x1、x4或x3；

所述乘法器A2的x输入端与乘法器A1的输出端、乘法器A5和A7的y输入端连接，乘法器A2的y输入端与电压信号-x1连接，乘法器A2的输出端通过电阻R2连接至第一个比例积分运算电路输入端；所述乘法器A1的两个输入端均与电压信号x1连接，还通过电阻R13连接至第一个比例积分运算电路输入端；所述乘法器A3的x输入端与乘法器A4和A5的x输入端、乘法器A6的y输入端以及交流电源V1连接，乘法器A3的y输入端与直流电源V5连接，乘法器A3的输出端通过电阻R15连接至第一个比例积分运算电路输入端；所述乘法器A4的y输入端与电压信号x1连接，乘法器A4的输出端通过电阻R16连接至第一个比例积分运算电路输入端；所述乘法器A5的输出端通过电阻R17连接至第一个比例积分运算电路输入端；所述乘法器A6的x输入端与电压信号x1连接，乘法器A6的输出端与乘法器A7的x输入端连接；所述乘法器A7的输出端通过电阻R18连接至第一个比例积分运算电路输入端；第一个比例积分运算电路的输入端分别通过电阻R1和R9与电压信号-x2和x1连接；

所述乘法器A9的x输入端与乘法器A12和A14的y输入端，以及乘法器A8的输出端连接，乘法器A9的x输入端y输入端与电压信号-x3连接，乘法器A9的输出端通过电阻R30连接至第三个比例积分运算电路输入端；所述乘法器A8的两个输入端均与电压信号x3连接；所述乘法器A10的x输入端与乘法器A11和A12的x输入端，以及A13的y输入端连接，乘法器A10的y输入端与直流电源V5连接，乘法器A10的输出端通过电阻R33连接至第三个比例积分运算电路输入端；所述乘法器A11的y输入端与电压信号x3连接，乘法器A11的输出端通过电阻R34连接至第三个比例积分运算电路输入端；所述乘法器A12的输出端通过电阻R35连接至第三个比例积分运算电路输入端；所述乘法器A14的x输入端与乘法器A13的输出端连接，乘法器A14的输出端通过电阻R36连接至第三个比例积分运算电路输入端；第三个比例积分运算电路的输入端分别通过电阻R27、R29、R31和R32与电压信号-x4、x3、-x1和x3连接。

2.根据权利要求1所述的弱耦合分数阶MEMS谐振器的模拟电路，其特征在于，所述比例积分运算电路包括分数阶单元电路、运算放大器Ⅰ(U1A、U3A、U5A或U7A)和1个电阻(R3、R8、R28或R23)；所述分数阶单元电路一端与运算放大器Ⅰ的负极输入端连接，另一端与运算放大器Ⅰ的输出端连接；电阻(R3、R8、R28或R23)一端与运算放大器Ⅰ的正极输入端连接，另一端接地。

3.根据权利要求2所述的弱耦合分数阶MEMS谐振器的模拟电路，其特征在于，所述分数阶单元电路由三组并联的电容(C1～C3、C4～C5、C7～C9或C10～C12)-电阻(R37～R39、R40～R42、R43～R45或R46～R48)结构串联而成。

4.根据权利要求1所述的弱耦合分数阶MEMS谐振器的模拟电路，其特征在于，所述反相比例电路包括运算放大器Ⅱ(U2A、U4A、U6A或U8A)、2个电阻(R5～R6、R11～R12、R20～R21或R25～R26)；电阻(R5、R11、R20或R25)一端与运算放大器Ⅱ的正极输入端连接，另一端接地；电阻(R6、R12、R21或R26)一端与运算放大器Ⅱ的负极输入端连接，另一端与运算放大器Ⅱ的输出端连接。