一种放大器、陀螺仪驱动电路、陀螺仪以及电子设备制造技术

一种放大器、陀螺仪驱动电路、陀螺仪以及电子设备，用于解决可变增益放大器线性度差的问题。放大器包括：第一NMOSFET，其栅极接收输入信号；第一放大电路，其第一输入端接收控制信号，其第二输入端与第一NMOSFET漏极相连；第二NMOSFET，其栅极与第一放大电路的输出端相连，其源极与第一NMOSFET的漏极相连；第二反馈放大电路，其第一输入端接收共模电压信号，其第二输入端与第二NMOSFET的漏极相连，其输出端为放大器输出端；第三放大电路，其第一输入端接收共模电压信号，其第二输入端与第二NMOSFET的漏极相连；电流源，其负极与第二NMOSFET的漏极相连，其控制端与第三放大电路的输出端相连。

【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、陀螺仪驱动电路、陀螺仪以及电子设备。
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。为了保证陀螺仪的振动件进行稳定的驱动振动，采用如图2所示的闭环驱动反馈电路，第一放大器用于接收陀螺仪的振动传感器输出的驱动模态信号，并将信号放大，再经解调器输出至比较器，比较器将解调器输出值与设定值进行比较，比较器输出二者的差值至比例积分放大器，比例积分放大器将比较器输出的差值放大，作为可变增益放大器的控制信号(参见图2中的Vcon)，控制可变增益放大器对第一放大器移相后的信号(参见图2中的Vin)进行放大的增益，可变增益放大器输出值即为陀螺仪的振动件的激励信号，即振动传感器的输入信号。通过上述闭环反馈电路可以使振动件保持稳定的驱动模态振动，保证陀螺仪工作的稳定性。在上述闭环驱动反馈电路中，可变增益放大器是核心器件，要保证陀螺仪的振动件进行稳定的驱动模态振动，要求可变增益放大器具有良好的线性度，即可变增益放大器输出信号随Vcon线性变化，但是现有技术中，可变增益放大器的线性度较差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种放大器、陀螺仪驱动电路、陀螺仪以及电子设备，用于解决现有技术中可变增益放大器的线性度较差的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种放大器，包括：第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管NMOSFET，所述第一NMOSFET的栅极用于接收输入信号；第一放大电路，所述第一放大电路的第一输入端用于接收控制信号，所述第一放大电路的第二输入端与所述第一NMOSFET的漏极相连接；第二NMOSFET，所述第二NMOSFET的栅极与所述第一放大电路的输出端相连，所述第二NMOSFET的源极与所述第一NMOSFET的漏极相连；第二反馈放大电路，所述第二反馈放大电路的第一输入端用于接收共模电压信号，所述第二运算放大电路的第二输入端与所述第二NMOSFET的漏极相连，所述第二反馈放大电路的输出端为放大器的输出端；第三放大电路，所述第三放大电路的第一输入端用于接收所述共模电压信号，所述第三放大电路的第二输入端与所述第二NMOSFET的漏极相连；电流源，所述电流源的负极与所述第二NMOSFET的漏极相连所述电流源的控制端与所述第三放大电路的输出端相连，其中，所述第三放大电路的输出端输出的信号用于控制所述电流源输出的电流值的大小。第二方面，本专利技术实施例提供一种放大器，包括：第一输入对管，所述第一输入对管的第一输入端用于接收输入信号，所述第一输入对管的第二输入端用于接收参考信号；第四放大电路，所述第四放大电路的第一输入端与所述第一输入对管的第一输出端相连，所述第四放大电路的第二输入端与所述第一输入对管的第二输出端相连，所述第四放大电路的第三输入端用于接收控制信号；第二输入对管，所述第二输入对管的第一输入端与所述第四放大电路的第一输出端相连，所述第二输入对管的第二输入端与所述第四放大电路的第二输出端相连；第五反馈放大电路，所述第五反馈放大电路的第一输入端与所述第二输入对管的第一输出端相连，所述第五反馈放大电路的第二输入端与所述第二输入对管的第二输出端相连，所述第五反馈放大电路的第三输入端用于接收共模电压信号，所述第五反馈放大电路的输出端为放大器的输出端；第六放大电路，所述第六放大电路的第一输入端与所述第二输入对管的第一输出端相连，所述第六放大电路的第二输入端与所述第二输入对管的第二输出端相连，所述第六放大电路的第三输入端用于接收所述共模电压信号；电流源电路，所述电流源电路的第一输出端与所述第二输入对管的第一输出端相连，所述电流源电路的第二输出端与所述第二输入对管的第二输出端相连，所述电流源电路的控制端与所述第六放大电路的输出端相连，其中，所述第六放大电路的输出端输出的信号用于控制所述电流源电路输出的电流值的大小。可选的，所述第一输入对管包括第三NMOSFET、第四NMOSFET；其中，所述第三NMOSFET的栅极为所述第一输入对管的第一输入端，所述第四NMOSFET的栅极为所述第一输入对管的第二输入端，所述第三NMOSFET的漏极为所述第一输入对管的第一输出端，所述第四NMOSFET的漏极为所述第一输入对管的第二输出端，所述第三NMOSFET、所述第四NMOSFET共源极。可选的，所述第二输入对管包括第五NMOSFET、第六NMOSFET；其中，所述第五NMOSFET的栅极为所述第二输入对管的第一输入端，所述第六NMOSFET的栅极为所述第二输入对管的第二输入端，所述第五NMOSFET的漏极为所述第而输入对管的第一输出端，所述第六NMOSFET的漏极为所述第二输入对管的第二输出端。可选的，所述第五NMOSFET的源极与所述第三NMOSFET的漏极相连，所述第六NMOSFET的源极与所述第四NMOSFET的漏极相连。第三方面，本专利技术实施例提供一种陀螺仪驱动电路，包括：振动传感器，用于接收驱动电压，并根据所述驱动电压产生驱动模态信号以及敏感模态信号；第一放大器，用于接收所述驱动模态信号，并对所述敏感模态信号进行放大，输出第一放大信号；解调器，用于接收所述第一放大信号，并将所述第一放大信号解调为第二直流信号；比较器，用于接收所述第二直流信号，并将所述第二直流信号与设定值进行比较，输出比较结果；比例积分放大器，用于接收所述比较器输出的比较结果，并对所述比较结果进行放大，输出第三放大信号；移相器，用于接收所述第一放大信号，并对所述第一放大信号进行移相，输出第四移相信号；第一方面或第二方面所述的放大器，所述第三放大信号为所述放大器接收的所述控制信号，所述第四移相信号为所述放大器接收的所述输入信号，所述放大器输出的信号为所述驱动信号。第四方面，本专利技术实施例提供一种陀螺仪，包括：第三方面所述的驱动电路；第二放大器，用于接收所述敏感模态信号，并对所述敏感模态信号进行放大，输出第五放大信号；第二解调器，用于接收所述第五放大信号以及所述第四移相信号，用于根据所述第四移相信号对所述第五放大信号进行解调，输出第六直流信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大器，其特征在于，包括：第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管NMOSFET，所述第一NMOSFET的栅极用于接收输入信号；第一放大电路，所述第一放大电路的第一输入端用于接收控制信号，所述第一放大电路的第二输入端与所述第一NMOSFET的漏极相连接；第二NMOSFET，所述第二NMOSFET的栅极与所述第一放大电路的输出端相连，所述第二NMOSFET的源极与所述第一NMOSFET的漏极相连；第二反馈放大电路，所述第二反馈放大电路的第一输入端用于接收共模电压信号，所述第二运算放大电路的第二输入端与所述第二NMOSFET的漏极相连，所述第二反馈放大电路的输出端为放大器的输出端；第三放大电路，所述第三放大电路的第一输入端用于接收所述共模电压信号，所述第三放大电路的第二输入端与所述第二NMOSFET的漏极相连；电流源，所述电流源的负极与所述第二NMOSFET的漏极相连所述电流源的控制端与所述第三放大电路的输出端相连，其中，所述第三放大电路的输出端输出的信号用于控制所述电流源输出的电流值的大小。

【技术特征摘要】
1.一种放大器，其特征在于，包括：第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管NMOSFET，所述第一NMOSFET的栅极用于接收输入信号；第一放大电路，所述第一放大电路的第一输入端用于接收控制信号，所述第一放大电路的第二输入端与所述第一NMOSFET的漏极相连接；第二NMOSFET，所述第二NMOSFET的栅极与所述第一放大电路的输出端相连，所述第二NMOSFET的源极与所述第一NMOSFET的漏极相连；第二反馈放大电路，所述第二反馈放大电路的第一输入端用于接收共模电压信号，所述第二运算放大电路的第二输入端与所述第二NMOSFET的漏极相连，所述第二反馈放大电路的输出端为放大器的输出端；第三放大电路，所述第三放大电路的第一输入端用于接收所述共模电压信号，所述第三放大电路的第二输入端与所述第二NMOSFET的漏极相连；电流源，所述电流源的负极与所述第二NMOSFET的漏极相连所述电流源的控制端与所述第三放大电路的输出端相连，其中，所述第三放大电路的输出端输出的信号用于控制所述电流源输出的电流值的大小。2.一种放大器，其特征在于，包括：第一输入对管，所述第一输入对管的第一输入端用于接收输入信号，所述第一输入对管的第二输入端用于接收参考信号；第四放大电路，所述第四放大电路的第一输入端与所述第一输入对管的第一输出端相连，所述第四放大电路的第二输入端与所述第一输入对管的第二输出端相连，所述第四放大电路的第三输入端用于接收控制信号；第二输入对管，所述第二输入对管的第一输入端与所述第四放大电路的第一输出端相连，所述第二输入对管的第二输入端与所述第四放大电路的第二输出端相连；第五反馈放大电路，所述第五反馈放大电路的第一输入端与所述第二输入对管的第一输出端相连，所述第五反馈放大电路的第二输入端与所述第二输入对管的第二输出端相连，所述第五反馈放大电路的第三输入端用于接收共模电压信号，所述第五反馈放大电路的输出端为放大器的输出端；第六放大电路，所述第六放大电路的第一输入端与所述第二输入对管的第一输出端相连，所述第六放大电路的第二输入端与所述第二输入对管的第二输出端相连，所述第六放大电路的第三输入端用于接收所述共模电压信号；电流源电路，所述电流源电路的第一输出端与所述第二输入对管的第一输出端相连，所述电流源电路的第二输出端与所述第二输入对管的第二输出端相连，所述电流源电路的控制端与所述第六放大电路的输出端相连，其中，所述第六放大电路的输出端输出的信号用于控制所述电流源电路输出的电流值的大小。3.如权利要求...

【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