一种放大器的输入级电路、放大器、陀螺仪及电子设备制造技术

本发明专利技术公开了一种放大器的输入级电路、放大器、陀螺仪及电子设备，用于解决现有技术中放大器的闪烁噪声影响陀螺仪的检测精度的问题。放大器的输入级电路包括：第一开关电路，用于接收输入信号，并将所述输入信号调制为第一高频信号，并输出所述第一高频信号；输入对管，用于接收所述第一高频信号，并将所述第一高频信号放大为第二高频信号，并输出所述第二高频信号；第二开关电路，用于接收所述第二高频信号，并将所述第二高频信号解调为第三低频信号，以及将所述输入对管输出的闪烁噪声调制为第四高频信号，以及输出所述第三低频信号，所述第三低频信号为所述输入级电路的输出信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，特别涉及一种放大器的输入级电路、放大器、陀螺仪及电子设备。
技术介绍
微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem；简称：MEMS)结构的陀螺仪(gyroscope)具有体积小、重量轻、功耗低、易数字化等优点，广泛应用于民用、国防领域。微机电系统陀螺仪中应用最广泛的是振动陀螺仪，振动陀螺仪主要利用科里奥利力，将输入角速度量转换为位移，然后通过电压或压电等方式将位移检测出来，位移量与施加的角速度量成正比，因此，通过检测电容值的变化可以确定出角速度。具体的，参照图1，为微机械陀螺仪的简化模型示意图，质量块m在激励电压的驱动下，沿X轴方向(称为：驱动方向)作往复振动，称为驱动模态，通过与驱动方向相垂直的电容可以检测到驱动模态信号，根据驱动模态信号可以确定出质量块在驱动方向上的振幅。当外部施加一个绕Z轴的角速度时，质量块受到科里奥利力的作用，产生Y轴方向(称为：敏感方向)上的振动，称为敏感模态，通过与敏感方向相垂直的电容可以检测到敏感模态信号。陀螺仪的检测电路在检测到敏感模态信号后，通过放大器对信号进行放大，并将放大后的信号解调为直流信号。根据解调后的直流信号即可确定出质量块在敏感方向上的振幅，进而根据敏感方向上的振幅确定出角速度值。其中，对敏感模态信号进行放大的放大器位于检测电路的前端，其噪声水平决定了整个检测电路的检测精度。参照图2，为敏感模态信号放大器的结构示意图，放大器的输入噪声主要为输入级的晶体管产生的闪烁噪声，由于陀螺仪的谐振频率大多在几KHz到几十KHz范围内，在如此低的频段，放大器的输入级产生的闪烁噪声非常明显，会严重制约了陀螺仪的检测精度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种放大器的输入级电路、放大器、陀螺仪及电子设备，用于解决现有技术中放大器的闪烁噪声影响陀螺仪的检测精度的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种放大器的输入级电路，包括：第一开关电路，用于接收输入信号，并将所述输入信号调制为第一高频信号，并输出所述第一高频信号；输入对管，用于接收所述第一高频信号，并将所述第一高频信号放大为第二高频信号，并输出所述第二高频信号；第二开关电路，用于接收所述第二高频信号，并将所述第二高频信号解调为第三低频信号，以及将所述输入对管输出的闪烁噪声调制为第四高频信号，以及输出所述第三低频信号，所述第三低频信号为所述输入级电路的输出信号。可选的，所述第一开关电路包括：第一P型金属氧化物半导体场效应晶体管PMOSFET、第二PMOSFET、第三PMOSFET、第四PMOSFET；其中，所述第一PMOSFET、所述第二PMOSFET的漏极接收所述输入信号，参见图3中的Vin；所述第三PMOSFET、所述第四PMOSFET的漏极接收参考信号，参见图3中的Vip；所述第一PMOSFET、所述第四PMOSFET的栅极接收第一载波信号，参见图3中的PH1；所述第二PMOSFET、所述第三PMOSFET的栅极接收第二载波信号，参见图3中的PH2；所述第一PMOSFET、所述第三PMOSFET共源极，所述第二PMOSFET、所述第四PMOSFET共源极，所述第一PMOSFET的源极与所述输入对管的第一输入端相连，所述第四PMOSFET的源极与所述输入对管的第二输入端相连，所述第一载波信号与所述第二载波信号相位互补。可选的，所述输入对管包括：第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管NMOSFET、第二NMOSFET；其中，所述第一NMOSFET的栅极为所述输入对管的第一输入端，所述第二NMOSFET的栅极为所述输入对管的第二输入端，所述第一NMOSFET、所述第二NMOSFET共源极，且所述第一NMOSFET、所述第二NMOSFET的源极接收偏置电路提供的工作电流，所述第一NMOSFET的漏极与所述第二开关电路的第一输入端相连，所述第二NMOSFET的漏极与所述第二开关电路的第二输入端相连。可选的，所述第二开关电路包括：第五PMOSFET、第六PMOSFET、第七PMOSFET、第八PMOSFET；其中，所述第五PMOSFET、所述第六PMOSFET共漏极，所述第七PMOSFET、所述第八PMOSFET共漏极，所述第五PMOSFET的漏极为所述第二开关电路的第一输入端，所述第八PMOSFET的漏极为所述第二开关电路的第二输入端，所述第五PMOSFET、所述第八PMOSFET的栅极接收所述第一载波信号，所述第六PMOSFET、所述第七PMOSFET的栅极接收所述第二载波信号，所述第五PMOSFET、所述第七PMOSFET共源极，所述第六PMOSFET、所述第八PMOSFET共源极，所述第五PMOSFET的源极输出所述第三低频信号。可选的，所述电路还包括：镜像对管，包括：第九PMOSFET、第十PMOSFET；其中，所述第九PMOSFET、所述第十PMOSFET的源极连接电压源，所述第九PMOSFET、所述第十PMOSFET的栅极与所述第八PMOSFET的源极相连，所述第九PMOSFET的漏极与所述第五PMOSFET的源极相连，所述第十PMOSFET的的漏极与所述第八PMOSFET的源极相连。第二方面，本专利技术实施例提供一种放大器，包括：第一方面提供的所述输入级电路；输出级电路，用于接收所述第三低频信号，并输出第五信号，所述第五信号为所述放大器的输出信号；偏置电路，用于为所述输入级电路以及所述输出级电路提供工作电流。第三方面，本专利技术实施例提供一种陀螺仪，包括：驱动电路，用于产生驱动电压；振动传感器，所述振动传感器的输入端与所述驱动电路的输出端相连，用于根据所述驱动电压进行振动，并通过所述振动传感器的第一输出端输出敏感模态信号，以及通过所述振动传感器的第二输出端输出驱动模态信号；第二方面提供的所述放大器，所述敏感模态信号为所述第一开关电路接收的所述输入信号；第二放大器，用于接收所述驱动模态信号，并将所述驱动模态信号放大为第六信号，输出所述第六信号；移相器，用于接收所述第六信号，并将所述第六信号的相位调整为所述第五信号的相位，输出第七信号；解调器，用于接收所述第五信号、所述第七信，并根据所述第七信号将所述第五信号解调为直流信号，所述直流信号用于确定所述陀螺仪的角速度值。可选的，所述驱动电路还用于：接收所述第二放大器输出的所述第六信号，并根据所述第六信号调整所述驱动电压，以使所述振动传感器的振动件保持稳定恒幅震荡状态。第四方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括：壳体；第三方面提供的所述陀螺仪，设置在所述壳体内；处理器，设置在所述壳体内，用于根据所述解调器输出的所述直流信号确定出所述电子设备的角速度值。本专利技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：由于通过第一开关电路101将输入信号调制到高频，通过输入对管102对高频输入信号进行放大，通过第二开关电路103将放大后的高频输入信号解调为低频信号，而且通过第二开关电路103将输入对管102产生的闪烁噪声调制到高频，提高了信噪比，进而抑制了输入对管的闪烁噪声对有用信号的干扰，提高放大器的性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大器的输入级电路，其特征在于，包括：第一开关电路，用于接收输入信号，并将所述输入信号调制为第一高频信号，并输出所述第一高频信号；输入对管，用于接收所述第一高频信号，并将所述第一高频信号放大为第二高频信号，并输出所述第二高频信号；第二开关电路，用于接收所述第二高频信号，并将所述第二高频信号解调为第三低频信号，以及将所述输入对管输出的闪烁噪声调制为第四高频信号，以及输出所述第三低频信号，所述第三低频信号为所述输入级电路的输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种放大器的输入级电路，其特征在于，包括：第一开关电路，用于接收输入信号，并将所述输入信号调制为第一高频信号，并输出所述第一高频信号；输入对管，用于接收所述第一高频信号，并将所述第一高频信号放大为第二高频信号，并输出所述第二高频信号；第二开关电路，用于接收所述第二高频信号，并将所述第二高频信号解调为第三低频信号，以及将所述输入对管输出的闪烁噪声调制为第四高频信号，以及输出所述第三低频信号，所述第三低频信号为所述输入级电路的输出信号。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关电路包括：第一P型金属氧化物半导体场效应晶体管PMOSFET、第二PMOSFET、第三PMOSFET、第四PMOSFET；其中，所述第一PMOSFET、所述第二PMOSFET的漏极接收所述输入信号，所述第三PMOSFET、所述第四PMOSFET的漏极接收参考信号，所述第一PMOSFET、所述第四PMOSFET的栅极接收第一载波信号，所述第二PMOSFET、所述第三PMOSFET的栅极接收第二载波信号，所述第一PMOSFET、所述第三PMOSFET共源极，所述第二PMOSFET、所述第四PMOSFET共源极，所述第一PMOSFET的源极与所述输入对管的第一输入端相连，所述第四PMOSFET的源极与所述输入对管的第二输入端相连，所述第一载波信号与所述第二载波信号相位互补。3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述输入对管包括：第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管NMOSFET、第二NMOSFET；其中，所述第一NMOSFET的栅极为所述输入对管的第一输入端，所述第二NMOSFET的栅极为所述输入对管的第二输入端，所述第一NMOSFET、所
\t述第二NMOSFET共源极，且所述第一NMOSFET、所述第二NMOSFET的源极接收偏置电路提供的工作电流，所述第一NMOSFET的漏极与所述第二开关电路的第一输入端相连，所述第二NMOSFET的漏极与所述第二开关电路的第二输入端相连。4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第二开关电路包括：第五PMOSFET、第六PMOSFET、第七PMOSFET、第八PMOSFET；其中，所述第五PMOSFET、所述第六PMOSFET共漏极，所述第七PMOSFET、所述第八PMOSFET共漏极，所述第五PMOSFET的漏极为所述第二开关电路的第一输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡家安，
申请(专利权)人：成都艾德沃传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51