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电容式微加速度计具有测量精度高,输出稳定,温度漂移小等优点,是目前应用最广泛的MEMS传感器之一。其中,利用ΣΔ调制技术实现数字闭环输出的ΣΔ微加速度计除了具有带宽高、线性度好、动态范围广等特点,还可以提供高精度的数字输出,实现与数字信号处理器的直接接口,在惯性导航/制导系统、空间微重力、石油勘探、地震检测等领域具有重要的应用价值。为了降低量化噪声对ΣΔ微加速度计系统性能的影响,高阶ΣΔ微机电系统逐渐成为研究重点。除了高阶ΣΔ系统固有的稳定性问题外,高阶ΣΔ微机电系统还存在机械敏感结构内部第一级积分输出不可获取的问题,因此其接口电路的系统参数设计一直是该领域的难点问题。另外,系统拓扑结构的选取也关系着系统对敏感结构机械参数误差、环路增益变化、静电力反馈非线性等性能的容错能力。本文首先建立了分时反馈时序作用下的机械敏感结构离散模型,通过仿真分析得出,分时反馈的时长决定静电力反馈的有效幅值,进而影响系统量程;分时反馈的中心位置决定系统环路延迟,从而影响系统稳定性。然后基于Lee判据,即max QNTF?1.5,对高阶ΣΔ微加速度计系统接口电路的电学参数设计方法进行优化,有效地解决了高阶ΣΔ微机电系统设计参数设计的自由度缺失问题,极大地简化了系统设计流程。并基于Matlab/Simulink平台,建立了五阶ΣΔ微加速度计的系统级模型,完成了电学参数设计。对理想情况下的五阶ΣΔ微加速度计系统进行动态仿真,在OSR=256条件下,250Hz信号带宽内,量化噪声水平低至-170dB,系统归一化过载输入系数为0.6,机械敏感结构参数在?20%范围内变化时,系统输出的SQNR仅在?3dB范围内波动。最后,对五阶前馈求和(FF5)结构和五阶多反馈(MF5)结构ΣΔ微加速度计进行了系统级对比仿真分析,在相同敏感结构和输入加速度条件下,两种结构输出信号的量化噪声基底几乎相同。但前馈求和结构具有对环路增益不敏感,质量块残留运动小,静电力反馈非线性小,机械敏感结构误差容错能力强等优点,成为高阶ΣΔ微加速度计系统的更佳选择。