校正陀螺仪传感器驱动幅度的方法和系统技术方案

一种校正陀螺仪传感器驱动幅度的方法，本发明专利技术主要通过在维持共振时段内，透过传感器响应幅值信号(平均振幅值)的反馈，来调整驱动信号(预设振幅值)的大小，使维持共振时段的响应幅度趋近一致，维持稳定共振的幅值，提高角速度侦测的精确度。本发明专利技术还公开了一种校正陀螺仪传感器驱动幅度的系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子机械系统
，特别涉及一种校正陀螺仪传感器驱动幅度 的方法和系统。
技术介绍
MEMS(MicroElectroMechanicalSystems,微电子机械系统）是利用集成电路制 造技术和微加工技术把微结构、微传感器、微执行器、控制处理电路甚至接口、通信和电源 等制造在一块或多块芯片上的微型集成系统。随着MEMS技术的发展，利用MEMS技术制作 的加速度传感器和陀螺仪已广泛用于汽车领域和消费电子领域。PZT(锆钛酸铅）架构的陀螺仪传感器可以由RLC的共振回路来模拟，其具有一定 的共振频率，在应用上为了增加频宽，需将传感器的正弦驱动信号分为强制起振、维持共振 及停止共振三个阶段，使得陀螺仪能迅速的共振以响应外面的触发事件。对于一个理想的 共振电路而言，可以透过公式的计算得知以上三个阶段的驱动时间点及幅度大小。但实际 上由于传感器制造过程的工艺偏差、非对秤性或是随温度变化的特性，使得简单套用公式 往往会偏离事实。 见图1，传统传感器驱动检测的架构如100,其中包括电荷放大器101、幅度相位及 角速度检测器102、ADC(模数转换器）103、控制模块104、DDS+DAC(数模转换器）105、公式 或查表模块106及可调增益放大器107。 其中为了增加传感器应用的带宽，公式或查表模块106需输出三个不同的幅值到 可调增益放大器107,使得公式或查表模块106正弦信号经可调增益放大器107放大后分为 强制起振301、维持共振302及停止共振303三个阶段来驱动传感器，见图3。 传感器回路幅值的时域响应经过电荷放大器101积分后可以用指数公式来模拟。 其中Y(t)及X(t)分别表示电荷放大器输出及传感器驱动的时域信号，G是从传 感器到电荷放大器间的回路增益，Q值是传感器的品质因素，f是传感器的共振频率。 如果想要让电荷放电器输出在A2 ·G幅度时进行角速度检测，则在107可调增益 放大器三个阶段的驱动信号强度比例可依共振回路公式计算如下： 强制起振 维持共振：A2 …（2) 停止共振： 其中T1是强制起振的时间，T3是停止共振的时间，一般T1相等于T3。 公式（1) (2) (3)是在理想RLC回路响应信号模型的基础上反推得来，然而由于陀 螺仪本身在制造上的偏差，往往会使其真正的响应偏离理想模型，所以单纯使用公式或查 表所计算得到的驱动幅度往往无法达到维持稳定共振所需设定的幅度，而影响角速度侦测 的精确度，特别是在陀螺仪因使用原因或温度影响造成响应衰减时，依传统方法驱动也会 降低对应侦测速度的敏感性。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种校正陀螺仪传感器驱动幅度的方法，该方法可以维持稳 定共振的幅值，提1?角速度侦测的精确度。 -种校正陀螺仪传感器驱动幅度的方法，包括步骤： 监测步骤：获取维持共振阶段的第一预设数值个波形的平均振幅值； 校正步骤：若所述平均振幅值低于最低目标振幅值，则调高所述维持共振阶段的 预设振幅值；若所述平均振幅值高于最高目标振幅值，则调低所述维持共振阶段的预设振 幅值；根据调节后的所述维持共振阶段的预设振幅值来调节停止共振阶段的预设振幅值， 并将调节后的所述维持共振阶段的预设振幅值、未调节的强制起振阶段的预设振幅值和调 节后的停止共振阶段的预设振幅值应用于下一振动周期；和/或 校正步骤：若所述平均振幅值低于最低目标振幅值，则调高强制起振阶段的预设 振幅值；若所述平均振幅值高于最高目标振幅值，则调低所述强制起振阶段的预设振幅值； 根据调节后的所述强制起振阶段的预设振幅值来调节停止共振阶段的预设振幅值，并将未 调节的所述维持共振阶段的预设振幅值、调节后的强制起振阶段的预设振幅值和调节后的 停止共振阶段的预设振幅值应用于下一振动周期。 在其中一个实施例中，所述监测步骤为：获取维持共振阶段的后段部分的第一预 设数值个波形的平均振幅值； 所述校正步骤为：若所述维持共振阶段的后段部分的第一预设数值个波形的平均 振幅值低于所述最低目标振幅值，则调高所述维持共振阶段的预设振幅值；若所述维持共 振阶段的后段部分的第一预设数值个波形的平均振幅值高于所述最高目标振幅值，则调低 所述维持共振阶段的预设振幅值；根据调节后的所述维持共振阶段的预设振幅值来调节停 止共振阶段的预设振幅值，并将调节后的所述维持共振阶段的预设振幅值、未调节的强制 起振阶段的预设振幅值和调节后的停止共振阶段的预设振幅值应用于下一振动周期。 在其中一个实施例中，所述监测步骤为：获取维持共振阶段的前段部分的第一预 设数值个波形的平均振幅值； 所述校正步骤为：若所述维持共振阶段的前段部分的第一预设数值个波形的平均 振幅值低于所述最低目标振幅值，则调高所述强制起振阶段的预设振幅值；若所述维持共 振阶段的前段部分的第一预设数值个波形的平均振幅值高于所述最高目标振幅值，则调低 所述强制起振阶段的预设振幅值；根据调节后的所述强制起振阶段的预设振幅值来调节停 止共振阶段的预设振幅值，并将未调节的所述维持共振阶段的预设振幅值、调节后的强制 起振阶段的预设振幅值和调节后的停止共振阶段的预设振幅值应用于下一振动周期。 在其中一个实施例中，所述校正步骤为： 若所述维持共振阶段的后段部分的第一预设数值个波形的平均振幅值不高于所 述最高目标振幅值且不低于所述最低目标振幅值时，获取维持共振阶段的前段部分的第一 预设数值个波形的平均振幅值； 若所述维持共振阶段的后段部分的第一预设数值个波形的平均振幅值低于所述 最低目标振幅值，则调高所述维持共振阶段的预设振幅值；若所述维持共振阶段的后段部 分的第一预设数值个波形的平均振幅值高于所述最高目标振幅值，则调低所述维持共振阶 段的预设振幅值； 根据调节后的所述维持共振阶段的预设振幅值来调节停止共振阶段的预设振幅 值，并将调节后的所述维持共振阶段的预设振幅值、未调节的强制起振阶段的预设振幅值 和调节后的停止共振阶段的预设振幅值应用于下一振动周期； 调节后当所述维持共振阶段的后段部分的第一预设数值个波形的平均振幅值不 高于所述最高目标振幅值且不低于所述最低目标振幅值时，获取维持共振阶段的前段部分 的第一预设数值个波形的平均振幅值； 若所述维持共振阶段的前段部分的第一预设数值个波形的平均振幅值低于所述 最低目标振幅值，则调高所述强制起振阶段的预设振幅值；若所述维持共振阶段的前段部 分的第一预设数值个波形的平均振幅值高于所述最高目标振幅值，则调低所述强制起振阶 段的预设振幅值； 根据调节后的所述强制起振阶段的预设振幅值来调节停止共振阶段的预设振幅 值，并将未调节的所述维持共振阶段的预设振幅值、调节后的强制起振阶段的预设振幅值 和调节后的停止共振阶段的预设振幅值应用于下一振动周期。 在其中一个实施例中，所述调节后当所述维持共振阶段的后段部分的第一预设数 值个波形的平均振幅值不高于所述最高目标振幅值且不低于所述最低目标振幅值时，获取 维持共振阶段的前段部分的第一预设数值个波形的平均振幅值的步骤为： 经所述调高所述维持共振阶段的预设振幅值后，若所述维持共振阶段的后段部分 的第一预设数值个波形的平均振幅值不低于最佳目标振幅值，或者，经所述调低所述维持 共振阶段的预设振幅值后，若所述维持共振阶段的后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校正陀螺仪传感器驱动幅度的方法，其特征在于，包括步骤：监测步骤：获取维持共振阶段的第一预设数值个波形的平均振幅值；校正步骤：若所述平均振幅值低于最低目标振幅值，则调高所述维持共振阶段的预设振幅值；若所述平均振幅值高于最高目标振幅值，则调低所述维持共振阶段的预设振幅值；根据调节后的所述维持共振阶段的预设振幅值来调节停止共振阶段的预设振幅值，并将调节后的所述维持共振阶段的预设振幅值、未调节的强制起振阶段的预设振幅值和调节后的停止共振阶段的预设振幅值应用于下一振动周期；和/或校正步骤：若所述平均振幅值低于最低目标振幅值，则调高强制起振阶段的预设振幅值；若所述平均振幅值高于最高目标振幅值，则调低所述强制起振阶段的预设振幅值；根据调节后的所述强制起振阶段的预设振幅值来调节停止共振阶段的预设振幅值，并将未调节的所述维持共振阶段的预设振幅值、调节后的强制起振阶段的预设振幅值和调节后的停止共振阶段的预设振幅值应用于下一振动周期。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴骅刚，
申请(专利权)人：无锡华润上华半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32