電容型mems慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，包括輸入共模反饋模塊、第一放大模塊和第二放大模塊；輸入共模反饋模塊的反相輸入端和反饋輸出端與電容型MEMS慣性傳感器的輸出端和第一放大模塊的輸入端電連接，輸入共模反饋模塊的正相輸入端接地；第一放大模塊的輸出端與第二放大模塊的輸入端電連接；第一放大模塊還與第一復(fù)位信號(hào)輸入端連接，第二放大模塊還與第二復(fù)位信號(hào)輸入端連接；在第一復(fù)位信號(hào)輸入端停止輸入第一復(fù)位信號(hào)預(yù)設(shè)時(shí)間后，第二復(fù)位信號(hào)輸入端再停止輸入第二復(fù)位信號(hào)。上述電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，檢測(cè)準(zhǔn)確性高、噪聲低且轉(zhuǎn)換精度高。
【專利說(shuō)明】
電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電容型MEMS(Micro-Electro_Mechanical Systems，微機(jī)電系統(tǒng))慣性傳感器包含MEMS陀螺和加速度計(jì)，是將物體運(yùn)動(dòng)角速度或加速度轉(zhuǎn)換為電容值的微型傳感器，具有微型化、低功耗、低成本等優(yōu)勢(shì)。目前常見(jiàn)電容型MEMS慣性傳感器接口電路有開(kāi)環(huán)檢測(cè)和閉環(huán)檢測(cè)兩種方式。閉環(huán)檢測(cè)是將電容檢測(cè)結(jié)果通過(guò)靜電力反饋到傳感器敏感質(zhì)量塊上構(gòu)成負(fù)反饋環(huán)路，達(dá)到傳感器質(zhì)量塊在中心位置附近變化的效果。閉環(huán)檢測(cè)相對(duì)于開(kāi)環(huán)檢測(cè)具有線性度高、可靠性高、精度高等優(yōu)勢(shì)。
[0003]閉環(huán)檢測(cè)時(shí)，驅(qū)動(dòng)脈沖可以通過(guò)寄生電容耦合到檢測(cè)端口，影響檢測(cè)準(zhǔn)確性，現(xiàn)有的電容-電壓轉(zhuǎn)換電路缺少針對(duì)于這種耦合現(xiàn)象的克服措施。另外現(xiàn)存技術(shù)中電容-電壓的噪聲過(guò)高，轉(zhuǎn)換精度不夠，能檢測(cè)的電容一般只能達(dá)到f F級(jí)別。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，檢測(cè)準(zhǔn)確性高、噪聲低且轉(zhuǎn)換精度高。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，包括輸入共模反饋模塊、第一放大模塊和第二放大模塊；
所述輸入共模反饋模塊的反相輸入端與電容型MEMS慣性傳感器的輸出端和所述第一放大模塊的輸入端電連接;所述輸入共模反饋模塊的反饋輸出端與所述電容型MEMS慣性傳感器的輸出端和所述第一放大模塊的輸入端電連接;所述輸入共模反饋模塊的正相輸入端接地；
所述第一放大模塊的輸出端與所述第二放大模塊的輸入端電連接；
所述第一放大模塊還與第一復(fù)位信號(hào)輸入端連接，所述第二放大模塊還與第二復(fù)位信號(hào)輸入端連接;在所述第一復(fù)位信號(hào)輸入端停止輸入第一復(fù)位信號(hào)預(yù)設(shè)時(shí)間后，所述第二復(fù)位信號(hào)輸入端再停止輸入第二復(fù)位信號(hào)。
[0006]優(yōu)選的，所述輸入共模反饋模塊包括第一放大器、第一電容Cl和第二電容C2; 所述第一放大器的反相輸入端分別與所述電容型MEMS慣性傳感器的兩個(gè)輸出端電連接，正相輸入端接地；
所述第一電容Cl的一端連接所述第一放大器的輸出端，另一端電連接所述電容型MEMS慣性傳感器的第一輸出端和所述第一放大模塊的輸入端；
所述第二電容C2的一端連接所述第一放大器的輸出端，另一端電連接所述電容型MEMS慣性傳感器的第二輸出端和所述第一放大模塊的輸入端。
[0007]優(yōu)選的，所述第一放大模塊包括第二放大器、第三電容C3和第四電容C4; 所述第二放大器的反相輸入端和正相輸入端與所述電容型MEMS慣性傳感器的兩個(gè)輸出端電連接;所述第二放大器的正相輸出端通過(guò)所述第三電容器C3與所述第二放大器的反相輸入端電連接;所述第二放大器的反相輸出端通過(guò)所述第四電容器C4與所述第二放大器的正相輸入端電連接；
所述第三電容C3兩端和所述第四電容C4兩端均還與第一復(fù)位信號(hào)輸入端連接。
[0008]優(yōu)選的，所述第二放大模塊包括第三放大器、第五電容C5和第六電容C6;
所述第三放大器的正相輸出端通過(guò)所述第五電容C5與所述第三放大器的反相輸入端電連接;所述第三放大器的反相輸出端通過(guò)所述第六電容C6與所述第三放大器的正相輸入端電連接；
所述第五電容C5兩端和所述第六電容C6兩端均還與第二復(fù)位信號(hào)輸入端連接。
[0009]優(yōu)選的，所述第二放大模塊還包括第七電容C7和第八電容C8;所述第三放大器的反相輸入端通過(guò)所述第七電容C7與所述第二放大器的正相輸出端電連接;所述第三放大器的正相輸入端通過(guò)所述第八電容CS與所述第二放大器的反相輸出端電連接。
[0010]優(yōu)選的，還包括斬波模塊;所述斬波模塊的輸入端與所述電容型MEMS慣性傳感器的輸出端電連接;所述斬波模塊的輸出端與所述輸入共模反饋模塊的輸入端和所述第一放大模塊的輸入端電連接。
[0011 ]優(yōu)選的，所述斬波模塊包括多個(gè)自舉開(kāi)關(guān);每個(gè)所述自舉開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)端與外接控制信號(hào)電連接;每個(gè)所述自舉開(kāi)關(guān)的輸入/輸出端分別與電容型MEMS慣性傳感器的輸出端和第一放大模塊的輸入端電連接。
[0012]優(yōu)選的，每個(gè)所述自舉開(kāi)關(guān)包括第一匪OS管、第二匪OS管、第三匪OS管、第四匪OS管、第五匪OS管麗5、第六NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第^^一電容Cl I和反相器INV;
所述第一 WOS管的源極與所述第十一電容Cll的第一端、所述第四WOS管的漏極和所述第五匪OS管的源極電連接;所述第一匪OS管的柵極與所述第一 PMOS管的柵極、所述第二PMOS管的柵極、所述第二 PMOS管的漏極和所述第六WOS管的柵極連接;所述第一WOS管的漏極與所述第六NMOS管的漏極連接，并與所述自舉開(kāi)關(guān)的輸入端電連接；
所述第一 PMOS管的源極接外部電源，所述第一 PMOS管的漏極與所述第十一電容Cll的第二端電連接；
所述第二 PMOS管的源極與所述第十電容Cll的第二端電連接;所述第二 PMOS管的漏極還與所述第二匪OS管的漏極電連接;所述第二 PMOS管的柵極還與所述第三PMOS管的漏極和所述第二NMOS管的漏極電連接；
所述第二 NMOS管的柵極與外部電源連接，所述第二 NMOS管的源極與所述第三NMOS管的漏極電連接；
所述第三匪OS管的柵極與所述第四WOS管的柵極和所述反相器INV的輸出端電連接，所述第三NMOS管的源極接地；
所述第四NMOS管的柵極還與所述反相器的輸出端電連接，所述第四NMOS管的源極接地，所述第四NMOS管的漏極還與所述第五NMOS管的源極電連接；
所述第五匪OS管的柵極與所述反相器INV的輸入端和所述第三PMOS管的柵極電連接，并與所述自舉開(kāi)關(guān)的輸入端電連接;所述第五NMOS管的漏極還與所述第三PMOS管的漏極電連接；
所述第三PMOS管的源極接外部電源；
所述第六NMOS管的源極作為所述自舉開(kāi)關(guān)的輸出端。
[0013]優(yōu)選的，還包括配平電容模塊;所述配平電容模塊的輸出端與所述電容型MEMS慣性傳感器的輸出端電連接;所述配平電容模塊的輸入端與外部信號(hào)設(shè)備連接。
[0014]優(yōu)選的，所述配平電容模塊包括相并聯(lián)的第九電容C9和第十電容C10。
[0015]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:上述電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，輸入共模反饋模塊能夠?qū)⒂呻娙菪蚆EMS慣性傳感器傳送來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后反饋回去，然后兩個(gè)放大模塊對(duì)經(jīng)過(guò)反饋后的信號(hào)進(jìn)行處理，在第一復(fù)位信號(hào)輸入端停止輸入第一復(fù)位信號(hào)預(yù)設(shè)時(shí)間后，第二復(fù)位信號(hào)輸入端再停止輸入第二復(fù)位信號(hào)，使得整個(gè)電路的檢測(cè)精度高且能夠降低噪聲。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路一個(gè)實(shí)施例中的電路不意圖；
圖2是本發(fā)明電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路一個(gè)實(shí)施例中的自舉開(kāi)關(guān)的電路不意圖；
圖3是本發(fā)明電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路一個(gè)實(shí)施例中控制時(shí)序不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0018]參見(jiàn)圖1，一個(gè)實(shí)施例中，電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路可以包括輸入共模反饋模塊100、第一放大模塊200和第二放大模塊300。輸入共模反饋模塊100的反相輸入端與電容型MEMS慣性傳感器600的輸出端和第一放大模塊200的輸入端電連接。輸入共模反饋模塊100的反饋輸出端與電容型MEMS慣性傳感器600的輸出端和第一放大模塊200的輸入端電連接。輸入共模反饋模塊100的正相輸入端接地。第一放大模塊200的輸出端與第二放大模塊300的輸入端電連接。第一放大模塊200還與第一復(fù)位信號(hào)輸入端連接，第二放大模塊300還與第二復(fù)位信號(hào)輸入端連接。在第一復(fù)位信號(hào)輸入端停止輸入第一復(fù)位信號(hào)預(yù)設(shè)時(shí)間后，第二復(fù)位信號(hào)輸入端再停止輸入第二復(fù)位信號(hào)。
[0019]作為一種可實(shí)施方式，輸入共模反饋模塊100可以包括第一放大器Al、第一電容Cl和第二電容C2。第一放大器Al的反相輸入端分別與電容型MEMS慣性傳感器600的兩個(gè)輸出端電連接。第一放大器Al的正相輸入端接地。第一電容Cl的一端連接第一放大器Al的輸出端，另一端電連接電容型MEMS慣性傳感器600的第一輸出端和第一放大模塊200的輸入端。第二電容C2的一端連接第一放大器Al的輸出端，另一端電連接電容型MEMS慣性傳感器600的第二輸出端和第一放大模塊200的輸入端。
[0020]作為一種可實(shí)施方式，第一放大模塊200可以包括第二放大器A2、第三電容C3和第四電容W。第二放大器A2的反相輸入端和正相輸入端與電容型MEMS慣性傳感器600的兩個(gè)輸出端電連接。第二放大器A2的正相輸出端通過(guò)第三電容器C3與第二放大器A2的反相輸入端電連接。第二放大器A2的反相輸出端通過(guò)第四電容器C4與第二放大器A2的正相輸入端電連接。第三電容C3兩端和第四電容C4兩端均還與第一復(fù)位信號(hào)輸入端連接。
[0021]作為一種可實(shí)施方式，第二放大模塊300可以包括第三放大器、第五電容C5和第六電容C6。第三放大器A3的正相輸出端通過(guò)第五電容C5與第三放大器A3的反相輸入端電連接。第三放大器A3的反相輸出端通過(guò)第六電容C6與第三放大器A3的正相輸入端電連接。第五電容C5兩端和第六電容C6兩端均還與第二復(fù)位信號(hào)輸入端連接。
[0022]其中，第二放大模塊300的復(fù)位信號(hào)在第一放大模塊200的復(fù)位信號(hào)結(jié)束一段時(shí)間后再結(jié)束，可以將第一級(jí)低頻噪聲存儲(chǔ)在第二級(jí)的輸入電容上，完成對(duì)低頻噪聲的相關(guān)雙采樣，從而降低整體噪聲。
[0023]進(jìn)一步的，第二放大模塊300還可以包括第七電容C7和第八電容C8。第三放大器A3的反相輸入端通過(guò)第七電容C7與第二放大器A2的正相輸出端電連接。第三放大A3的正相輸入端通過(guò)第八電容C8與第二放大器A2的反相輸出端電連接。
[0024]優(yōu)選的，電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路還可以包括斬波模塊400 ο斬波模塊400的輸入端與電容型MEMS慣性傳感器600的輸出端電連接。斬波模塊400的輸出端與輸入共模反饋模塊100的輸入端和第一放大模塊200的輸入端電連接。采用斬波技術(shù)，將有用信號(hào)兩次調(diào)制，低頻噪聲一次調(diào)制高頻信號(hào)處，然后通過(guò)濾波可以降低電路整體噪聲。
[0025]優(yōu)選的，斬波模塊400可以包括多個(gè)自舉開(kāi)關(guān)。每個(gè)自舉開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)端與外接控制信號(hào)電連接。每個(gè)自舉開(kāi)關(guān)的輸入/輸出端分別與電容型MEMS慣性傳感器的輸出端和第一放大模塊200的輸入端電連接。自舉開(kāi)關(guān)的輸入/輸出端包括輸入端和輸出端。其中，自舉開(kāi)關(guān)的輸入端和輸出端可互換。
[0026]參見(jiàn)圖1，一個(gè)實(shí)施例中，自舉開(kāi)關(guān)可以包括第一NMOS管MNl、第二匪OS管MN2、第三WOS管麗3、第四WOS管麗4、第五匪OS管麗5、第六匪OS管MN6、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第^^一電容Cll和反相器INV。
[0027]其中，第一NMOS管MNl的源極與第^^一電容ClI的第一端、第四NMOS管MN4的漏極和第五NMOS管MN5的源極電連接。第一NMOS管MNl的柵極與第一 PMOS管MPI的柵極、第二 PMOS管的柵極MP2、第二 PMOS管的漏極MP2和第六WOS管MN6的柵極連接。第一WOS管MNl的漏極與第六匪OS管MN6的漏極連接，并與自舉開(kāi)關(guān)的輸入端電連接。第一 PMOS管MPI的源極接外部電源VDD，第一 PMOS管MPl的漏極與第^^一電容Cll的第二端電連接。第二 PMOS管MPl的源極與第十電容Cl I的第二端電連接。第二PMOS管MPI的漏極還與第二NMOS管MN2的漏極電連接。第二 PMOS管MP2的柵極還與第三PMOS管MP3的漏極和第二 NMOS管MN2的漏極電連接。
[0028]第二匪OS管麗2的柵極與外部電源連接，第二WOS管麗2的源極與第三匪OS管麗3的漏極電連接。第三NMOS管麗3的柵極與第四匪OS管麗4的柵極和反相器INV的輸出端電連接。第三NMOS管麗3的源極接地。第四匪OS管麗4的柵極還與反相器INV的輸出端電連接。第四匪OS管MN4的源極接地。第四匪OS管麗4的漏極還與第五匪OS管MN5的源極電連接。第五WOS管麗5的柵極與反相器INV的輸入端和第三PMOS管MP3的柵極電連接，并與自舉開(kāi)關(guān)的輸入端電連接。第五NMOS管麗5的漏極還與第三PMOS管MP3的漏極電連接。第三PMOS管MP3的源極接外部電源。第六NMOS管MN6的源極作為自舉開(kāi)關(guān)的輸出端。
[0029]可以理解的，電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，主要采用電荷轉(zhuǎn)移的方法完成電容的測(cè)量，需要采用多個(gè)開(kāi)關(guān)，為降低開(kāi)關(guān)漏電以及開(kāi)關(guān)電阻噪聲的影響，以及提高開(kāi)關(guān)的輸入輸出范圍，采用自舉開(kāi)關(guān)產(chǎn)生負(fù)壓以嚴(yán)格關(guān)閉MOS開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生高于電源電壓的電壓開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，降低阻抗，增加輸入范圍。
[0030]參見(jiàn)圖1，一個(gè)實(shí)施例中，電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路還可以配平電容模塊500。配平電容模塊500的輸出端與電容型MEMS慣性傳感器600的輸出端電連接。配平電容模塊500的輸入端與外部信號(hào)設(shè)備連接。其中，配平電容模塊500可以包括相并聯(lián)的第九電容C9和第十電容C10。第九電容C9與第二放大器A2的正相輸入端電連接。第十電容ClO與第二放大器A2的反相輸入端電連接。其中，與檢測(cè)電容構(gòu)成全橋的配平電容模塊500中的電容單獨(dú)可調(diào)，可以靈活調(diào)節(jié)檢測(cè)零位。
[0031 ]另外，電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路的檢測(cè)端口構(gòu)成全橋檢測(cè)，檢測(cè)電路采用全差分結(jié)構(gòu)，能夠提高電路的抗噪能力。
[0032]進(jìn)一步的，合理設(shè)計(jì)電容檢測(cè)時(shí)的時(shí)序控制，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)跳變時(shí)，對(duì)電容-電壓轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行復(fù)位，消除驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響。具體的，參見(jiàn)圖1和圖2，容型MEMS慣性傳感器中EM對(duì)應(yīng)輸入EM信號(hào)，電容Cl I對(duì)應(yīng)輸入驅(qū)動(dòng)信號(hào)I，電容C12對(duì)應(yīng)輸入驅(qū)動(dòng)信號(hào)2。第一復(fù)位信號(hào)即為復(fù)位信號(hào)1，第二復(fù)位信號(hào)即為復(fù)位信號(hào)2。第一放大模塊200的第一復(fù)位信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)輸入復(fù)位信號(hào)I。第二放大模塊300的第二復(fù)位信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)輸入復(fù)位信號(hào)2 ο配平電容模塊500的輸入端EMB對(duì)應(yīng)輸入EMB信號(hào)。
[0033]由圖2可知，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電平發(fā)生變化時(shí)，復(fù)位信號(hào)進(jìn)行復(fù)位，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)耦合至IJ檢測(cè)端口的電壓不影響到檢測(cè)。然后在復(fù)位結(jié)束后，使電容型MEMS慣性傳感器的質(zhì)量塊上的脈沖信號(hào)跳變，完成電荷轉(zhuǎn)移，測(cè)得可變電容的變化。而且復(fù)位信號(hào)2在復(fù)位信號(hào)I結(jié)束一段時(shí)間后再結(jié)束，可以將第一級(jí)低頻噪聲存儲(chǔ)在第二級(jí)的輸入電容上，完成對(duì)低頻噪聲的相關(guān)雙米樣，從而降低整體噪聲。其中，第一放大模塊200對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)第一級(jí)低頻噪聲。第二放大模塊300對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)第二級(jí)低頻噪聲。
[0034]上述電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，可以實(shí)現(xiàn)較高動(dòng)態(tài)范圍、極低的噪聲基底，以及對(duì)閉環(huán)檢測(cè)中交叉耦合干擾的抑制能力，形成IP核，用作高精度電容型MEMS慣性傳感器的專用集成電路開(kāi)發(fā)。
[0035]在抑制噪聲影響上:首先該電路采用全差分結(jié)構(gòu)，消除共模噪聲的影響，也可以有效的減弱襯底噪聲等外界噪聲的影響;然后采用斬波技術(shù)，將有用信號(hào)兩次調(diào)制，低頻噪聲一次調(diào)制高頻信號(hào)處，然后通過(guò)濾波可以降低電路整體噪聲；另外第二級(jí)放大復(fù)位信號(hào)在第一級(jí)放大復(fù)位結(jié)束一段時(shí)間后再結(jié)束，可以將第一級(jí)低頻噪聲存儲(chǔ)在第二級(jí)的輸入電容上，完成對(duì)低頻噪聲的相關(guān)雙采樣，從而降低整體噪聲。
[0036]在控制時(shí)序設(shè)計(jì)上:設(shè)計(jì)電容-電壓轉(zhuǎn)換電路時(shí)序，使該電路在驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)發(fā)生跳變時(shí)復(fù)位，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)耦合到檢測(cè)端口的電壓不影響到檢測(cè)。然后在復(fù)位結(jié)束后，使質(zhì)量塊上的脈沖信號(hào)跳變，完成電荷轉(zhuǎn)移，測(cè)得可變電容的變化。
[0037]在自舉開(kāi)關(guān)上:電容-電壓電路主要采用電荷轉(zhuǎn)移的方法完成電容的測(cè)量，需要采用多個(gè)開(kāi)關(guān)，為降低開(kāi)關(guān)漏電以及開(kāi)關(guān)電阻噪聲的影響，以及提高開(kāi)關(guān)的輸入輸出范圍，采用自舉開(kāi)關(guān)產(chǎn)生負(fù)壓以嚴(yán)格關(guān)閉MOS開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生高于電源電壓的電壓開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，降低阻抗，增加輸入范圍。
[0038]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包括輸入共模反饋模塊、第一放大模塊和第二放大模塊； 所述輸入共模反饋模塊的反相輸入端與電容型MEMS慣性傳感器的輸出端和所述第一放大模塊的輸入端電連接;所述輸入共模反饋模塊的反饋輸出端與所述電容型MEMS慣性傳感器的輸出端和所述第一放大模塊的輸入端電連接;所述輸入共模反饋模塊的正相輸入端接地； 所述第一放大模塊的輸出端與所述第二放大模塊的輸入端電連接； 所述第一放大模塊還與第一復(fù)位信號(hào)輸入端連接，所述第二放大模塊還與第二復(fù)位信號(hào)輸入端連接;在所述第一復(fù)位信號(hào)輸入端停止輸入第一復(fù)位信號(hào)預(yù)設(shè)時(shí)間后，所述第二復(fù)位信號(hào)輸入端再停止輸入第二復(fù)位信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述輸入共模反饋模塊包括第一放大器、第一電容Cl和第二電容C2; 所述第一放大器的反相輸入端分別與所述電容型MEMS慣性傳感器的兩個(gè)輸出端電連接，正相輸入端接地； 所述第一電容Cl的一端連接所述第一放大器的輸出端，另一端電連接所述電容型MEMS慣性傳感器的第一輸出端和所述第一放大模塊的輸入端； 所述第二電容C2的一端連接所述第一放大器的輸出端，另一端電連接所述電容型MEMS慣性傳感器的第二輸出端和所述第一放大模塊的輸入端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一放大模塊包括第二放大器、第三電容C3和第四電容C4; 所述第二放大器的反相輸入端和正相輸入端與所述電容型MEMS慣性傳感器的兩個(gè)輸出端電連接;所述第二放大器的正相輸出端通過(guò)所述第三電容器C3與所述第二放大器的反相輸入端電連接;所述第二放大器的反相輸出端通過(guò)所述第四電容器C4與所述第二放大器的正相輸入端電連接； 所述第三電容C3兩端和所述第四電容C4兩端均還與第一復(fù)位信號(hào)輸入端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第二放大模塊包括第三放大器、第五電容C5和第六電容C6; 所述第三放大器的正相輸出端通過(guò)所述第五電容C5與所述第三放大器的反相輸入端電連接;所述第三放大器的反相輸出端通過(guò)所述第六電容C6與所述第三放大器的正相輸入端電連接； 所述第五電容C5兩端和所述第六電容C6兩端均還與第二復(fù)位信號(hào)輸入端連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第二放大模塊還包括第七電容C7和第八電容CS;所述第三放大器的反相輸入端通過(guò)所述第七電容C7與所述第二放大器的正相輸出端電連接;所述第三放大器的正相輸入端通過(guò)所述第八電容CS與所述第二放大器的反相輸出端電連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，還包括斬波模塊;所述斬波模塊的輸入端與所述電容型MEMS慣性傳感器的輸出端電連接;所述斬波模塊的輸出端與所述輸入共模反饋模塊的輸入端和所述第一放大模塊的輸入端電連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述斬波模塊包括多個(gè)自舉開(kāi)關(guān);每個(gè)所述自舉開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)端與外接控制信號(hào)電連接;每個(gè)所述自舉開(kāi)關(guān)的輸入/輸出端分別與電容型MEMS慣性傳感器的輸出端和第一放大模塊的輸入端電連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述自舉開(kāi)關(guān)包括第一 NMOS管、第二 NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管MN5、第六NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第^^一電容Cl I和反相器INV ； 所述第一匪OS管的源極與所述第十一電容Cll的第一端、所述第四匪OS管的漏極和所述第五匪OS管的源極電連接;所述第一匪OS管的柵極與所述第一 PMOS管的柵極、所述第二PMOS管的柵極、所述第二 PMOS管的漏極和所述第六WOS管的柵極連接;所述第一WOS管的漏極與所述第六NMOS管的漏極連接，并與所述自舉開(kāi)關(guān)的輸入端電連接； 所述第一 PMOS管的源極接外部電源，所述第一 PMOS管的漏極與所述第十一電容Cll的第二端電連接； 所述第二 PMOS管的源極與所述第十電容Cll的第二端電連接;所述第二 PMOS管的漏極還與所述第二匪OS管的漏極電連接;所述第二 PMOS管的柵極還與所述第三PMOS管的漏極和所述第二NMOS管的漏極電連接； 所述第二 NMOS管的柵極與外部電源連接，所述第二 NMOS管的源極與所述第三匪OS管的漏極電連接； 所述第三匪OS管的柵極與所述第四匪OS管的柵極和所述反相器INV的輸出端電連接，所述第三NMOS管的源極接地； 所述第四NMOS管的柵極還與所述反相器的輸出端電連接，所述第四NMOS管的源極接地，所述第四NMOS管的漏極還與所述第五NMOS管的源極電連接； 所述第五匪OS管的柵極與所述反相器INV的輸入端和所述第三PMOS管的柵極電連接，并與所述自舉開(kāi)關(guān)的輸入端電連接;所述第五NMOS管的漏極還與所述第三PMOS管的漏極電連接； 所述第三PMOS管的源極接外部電源； 所述第六NMOS管的源極作為所述自舉開(kāi)關(guān)的輸出端。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，還包括配平電容模塊;所述配平電容模塊的輸出端與所述電容型MEMS慣性傳感器的輸出端電連接;所述配平電容模塊的輸入端與外部信號(hào)設(shè)備連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電容型MEMS慣性傳感器閉環(huán)檢測(cè)的電容電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述配平電容模塊包括相并聯(lián)的第九電容C9和第十電容C10。
【文檔編號(hào)】G01C21/16GK106017466SQ201610559162
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月15日
【發(fā)明人】劉德盟, 任臣
【申請(qǐng)人】河北美泰電子科技有限公司