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Entwicklung eines synchronen Zweikanal-Signalgenerators zur Optimierung des Messsignals elektrothermisch angeregter, piezoresistiver, resonanter MEMS-Sensoren : Bachelorarbeit

Affiliation/Institute
Institut für Halbleitertechnik
Fangmann, Gabor

Am Institut für Halbleitertechnik der TU Braunschweig werden auf Silizium basierende resonante MEMS-Sensoren für die Partikel-, Gas- und Oberflächenmesstechnik entwickelt [5][6][7]. Diese basieren auf elektrothermisch angeregten, piezoresistiven, resonanten Cantilever-Sensoren (engl. electro-thermal piezoresistive cantilever sensor, kurz EtPCS) mit integrierter Messelektronik. Bei diesen Sensoren wird die Verschiebung der Resonanzfrequenz ausgewertet. Durch die elektrothermische Anregung treten jedoch Überkopplungen des Anregungssignals in das Messsignal auf [27]. Um trotzdem Echtzeit-messungen durchführen zu können, muss das Sensorsignal aus dem Messsignal extrahiert werden [13][8]. In vorherigen Arbeiten wurden bereits analoge und digitale Ansätze für diese Aufgabe überprüft. Beide weisen jedoch charakteristische Schwächen, wie z.B. ungewollte  Frequenzabhängigkeiten und erhöhten Rechenaufwand, auf [12][9]. Deshalb wird in dieser Arbeit ein neuer Ansatz verfolgt, bei dem das übergekoppelte Signal digital nachgebildet und analog vom Messsignal subtrahiert wird. Dazu wird zunächst eine Messelektronik, auf Basis vorheriger Arbeiten, aufgebaut und in Betrieb genommen. Danach wird ein Zweikanal-Signalgenerator entwickelt und aufgebaut, der beliebige Kopplungssignale nachbilden und kompensieren kann. Abschließend wird das entstandene Messsystem charakterisiert.

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