电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路制造技术

本发明专利技术公开了一种电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路，包括输入共模反馈模块、第一放大模块和第二放大模块；输入共模反馈模块的反相输入端和反馈输出端与电容型MEMS惯性传感器的输出端和第一放大模块的输入端电连接，输入共模反馈模块的正相输入端接地；第一放大模块的输出端与第二放大模块的输入端电连接；第一放大模块还与第一复位信号输入端连接，第二放大模块还与第二复位信号输入端连接；在第一复位信号输入端停止输入第一复位信号预设时间后，第二复位信号输入端再停止输入第二复位信号。上述电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路，检测准确性高、噪声低且转换精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器
，特别是涉及一种电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路。
技术介绍
电容型MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统）惯性传感器包含MEMS陀螺和加速度计，是将物体运动角速度或加速度转换为电容值的微型传感器，具有微型化、低功耗、低成本等优势。目前常见电容型MEMS惯性传感器接口电路有开环检测和闭环检测两种方式。闭环检测是将电容检测结果通过静电力反馈到传感器敏感质量块上构成负反馈环路，达到传感器质量块在中心位置附近变化的效果。闭环检测相对于开环检测具有线性度高、可靠性高、精度高等优势。闭环检测时，驱动脉冲可以通过寄生电容耦合到检测端口，影响检测准确性，现有的电容-电压转换电路缺少针对于这种耦合现象的克服措施。另外现存技术中电容-电压的噪声过高，转换精度不够，能检测的电容一般只能达到fF级别。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路，检测准确性高、噪声低且转换精度高。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路，包括输入共模反馈模块、第一放大模块和第二放大模块；所述输入共模反馈模块的反相输入端与电容型MEMS惯性传感器的输出端和所述第一放大模块的输入端电连接；所述输入共模反馈模块的反馈输出端与所述电容型MEMS惯性传感器的输出端和所述第一放大模块的输入端电连接；所述输入共模反馈模块的正相输入端接地；所述第一放大模块的输出端与所述第二放大模块的输入端电连接；所述第一放大模块还与第一复位信号输入端连接，所述第二放大模块还与第二复位信号输入端连接；在所述第一复位信号输入端停止输入第一复位信号预设时间后，所述第二复位信号输入端再停止输入第二复位信号。优选的，所述输入共模反馈模块包括第一放大器、第一电容C1和第二电容C2；所述第一放大器的反相输入端分别与所述电容型MEMS惯性传感器的两个输出端电连接，正相输入端接地；所述第一电容C1的一端连接所述第一放大器的输出端，另一端电连接所述电容型MEMS惯性传感器的第一输出端和所述第一放大模块的输入端；所述第二电容C2的一端连接所述第一放大器的输出端，另一端电连接所述电容型MEMS惯性传感器的第二输出端和所述第一放大模块的输入端。优选的，所述第一放大模块包括第二放大器、第三电容C3和第四电容C4；所述第二放大器的反相输入端和正相输入端与所述电容型MEMS惯性传感器的两个输出端电连接；所述第二放大器的正相输出端通过所述第三电容器C3与所述第二放大器的反相输入端电连接；所述第二放大器的反相输出端通过所述第四电容器C4与所述第二放大器的正相输入端电连接；所述第三电容C3两端和所述第四电容C4两端均还与第一复位信号输入端连接。优选的，所述第二放大模块包括第三放大器、第五电容C5和第六电容C6；所述第三放大器的正相输出端通过所述第五电容C5与所述第三放大器的反相输入端电连接；所述第三放大器的反相输出端通过所述第六电容C6与所述第三放大器的正相输入端电连接；所述第五电容C5两端和所述第六电容C6两端均还与第二复位信号输入端连接。优选的，所述第二放大模块还包括第七电容C7和第八电容C8；所述第三放大器的反相输入端通过所述第七电容C7与所述第二放大器的正相输出端电连接；所述第三放大器的正相输入端通过所述第八电容C8与所述第二放大器的反相输出端电连接。优选的，还包括斩波模块；所述斩波模块的输入端与所述电容型MEMS惯性传感器的输出端电连接；所述斩波模块的输出端与所述输入共模反馈模块的输入端和所述第一放大模块的输入端电连接。优选的，所述斩波模块包括多个自举开关；每个所述自举开关的控制信号端与外接控制信号电连接；每个所述自举开关的输入/输出端分别与电容型MEMS惯性传感器的输出端和第一放大模块的输入端电连接。优选的，每个所述自举开关包括第一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、第十一电容C11和反相器INV；所述第一NMOS管的源极与所述第十一电容C11的第一端、所述第四NMOS管的漏极和所述第五NMOS管的源极电连接；所述第一NMOS管的栅极与所述第一PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的漏极和所述第六NMOS管的栅极连接；所述第一NMOS管的漏极与所述第六NMOS管的漏极连接，并与所述自举开关的输入端电连接；所述第一PMOS管的源极接外部电源，所述第一PMOS管的漏极与所述第十一电容C11的第二端电连接；所述第二PMOS管的源极与所述第十电容C11的第二端电连接；所述第二PMOS管的漏极还与所述第二NMOS管的漏极电连接；所述第二PMOS管的栅极还与所述第三PMOS管的漏极和所述第二NMOS管的漏极电连接；所述第二NMOS管的栅极与外部电源连接，所述第二NMOS管的源极与所述第三NMOS管的漏极电连接；所述第三NMOS管的栅极与所述第四NMOS管的栅极和所述反相器INV的输出端电连接，所述第三NMOS管的源极接地；所述第四NMOS管的栅极还与所述反相器的输出端电连接，所述第四NMOS管的源极接地，所述第四NMOS管的漏极还与所述第五NMOS管的源极电连接；所述第五NMOS管的栅极与所述反相器INV的输入端和所述第三PMOS管的栅极电连接，并与所述自举开关的输入端电连接；所述第五NMOS管的漏极还与所述第三PMOS管的漏极电连接；所述第三PMOS管的源极接外部电源；所述第六NMOS管的源极作为所述自举开关的输出端。优选的，还包括配平电容模块；所述配平电容模块的输出端与所述电容型MEMS惯性传感器的输出端电连接；所述配平电容模块的输入端与外部信号设备连接。优选的，所述配平电容模块包括相并联的第九电容C9和第十电容C10。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：上述电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路，输入共模反馈模块能够将由电容型MEMS惯性传感器传送来的信号经过处理后反馈回去，然后两个放大模块对经过反馈后的信号进行处理，在第一复位信号输入端停止输入第一复位信号预设时间后，第二复位信号输入端再停止输入第二复位信号，使得整个电路的检测精度高且能够降低噪声。附图说明图1是本专利技术电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路一个实施例中的电路示意图；图2是本专利技术电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路一个实施例中的自举开关的电路示意图；图3是本专利技术电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路一个实施例中控制时序示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参见图1，一个实施例中，电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路可以包括输入共模反馈模块100、第一放大模块200和第二放大模块300。输入共模反馈模块100的反相输入端与电容型MEMS惯性传感器600的输出端和第一放大模块200的输入端电连接。输入共模反馈模块100的反馈输出端与电容型MEMS惯性传感器600的输出端和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路，其特征在于，包括输入共模反馈模块、第一放大模块和第二放大模块；所述输入共模反馈模块的反相输入端与电容型MEMS惯性传感器的输出端和所述第一放大模块的输入端电连接；所述输入共模反馈模块的反馈输出端与所述电容型MEMS惯性传感器的输出端和所述第一放大模块的输入端电连接；所述输入共模反馈模块的正相输入端接地；所述第一放大模块的输出端与所述第二放大模块的输入端电连接；所述第一放大模块还与第一复位信号输入端连接，所述第二放大模块还与第二复位信号输入端连接；在所述第一复位信号输入端停止输入第一复位信号预设时间后，所述第二复位信号输入端再停止输入第二复位信号。

【技术特征摘要】
1.一种电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路，其特征在于，包括输入共模反馈模块、第一放大模块和第二放大模块；所述输入共模反馈模块的反相输入端与电容型MEMS惯性传感器的输出端和所述第一放大模块的输入端电连接；所述输入共模反馈模块的反馈输出端与所述电容型MEMS惯性传感器的输出端和所述第一放大模块的输入端电连接；所述输入共模反馈模块的正相输入端接地；所述第一放大模块的输出端与所述第二放大模块的输入端电连接；所述第一放大模块还与第一复位信号输入端连接，所述第二放大模块还与第二复位信号输入端连接；在所述第一复位信号输入端停止输入第一复位信号预设时间后，所述第二复位信号输入端再停止输入第二复位信号。2.根据权利要求1所述的电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路，其特征在于，所述输入共模反馈模块包括第一放大器、第一电容C1和第二电容C2；所述第一放大器的反相输入端分别与所述电容型MEMS惯性传感器的两个输出端电连接，正相输入端接地；所述第一电容C1的一端连接所述第一放大器的输出端，另一端电连接所述电容型MEMS惯性传感器的第一输出端和所述第一放大模块的输入端；所述第二电容C2的一端连接所述第一放大器的输出端，另一端电连接所述电容型MEMS惯性传感器的第二输出端和所述第一放大模块的输入端。3.根据权利要求1所述的电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路，其特征在于，所述第一放大模块包括第二放大器、第三电容C3和第四电容C4；所述第二放大器的反相输入端和正相输入端与所述电容型MEMS惯性传感器的两个输出端电连接；所述第二放大器的正相输出端通过所述第三电容器C3与所述第二放大器的反相输入端电连接；所述第二放大器的反相输出端通过所述第四电容器C4与所述第二放大器的正相输入端电连接；所述第三电容C3两端和所述第四电容C4两端均还与第一复位信号输入端连接。4.根据权利要求3所述的电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路，其特征在于，所述第二放大模块包括第三放大器、第五电容C5和第六电容C6；所述第三放大器的正相输出端通过所述第五电容C5与所述第三放大器的反相输入端电连接；所述第三放大器的反相输出端通过所述第六电容C6与所述第三放大器的正相输入端电连接；所述第五电容C5两端和所述第六电容C6两端均还与第二复位信号输入端连接。5.根据权利要求4所述的电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路，其特征在于，所述第二放大模块还包括第七电容C7和第八电容C8；所述第三放大器的反相输入端通过所述第七电容C7与所述第二放大器的正相输出端电连接；所述第三放大器的正相输入端通过所述第八电容C8与所述第二放大器的反相输出端电连接。6.根据权利要求1所述的电容型MEMS惯性传感器闭环检测的电容电压转换电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德盟，任臣，
申请(专利权)人：河北美泰电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13