【技术实现步骤摘要】
MEMS谐振器信号读出装置及方法
本专利技术属于MEMS谐振器
,尤其涉及一种MEMS谐振器信号读出装置,以及一种基于所述MEMS谐振器信号读出装置的MEMS谐振器信号读出方法。
技术介绍
近年来,微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem,简称MEMS)飞速发展,充分带动了相关的传感器产业发展。由于MEMS谐振器机械结构本身的诸多特性,导致了其在运行过程中,不可避免地会产生各类误差,诸如信号漂移等。究其原因,除MEMS谐振器机械结构本身导致的误差外,其信号读出装置同样会加剧误差影响。因此,对于MEMS谐振器信号读出装置的研究显得尤为重要。经过调查发现,传统的MEMS谐振器信号读出方案,其前端电路的信号采集工作往往采用普通的放大器,对MEMS谐振器输出的信号进行采集。有的方案在传输过程中,采用了低通滤波,以便对高频噪声进行滤除。然而对于低频噪声造成的影响,并没有采取相关措施。此外,针对外部环境变化和谐振器悬臂梁蠕变等因素造成的谐振频段偏移问题,传统方案在信号读出层面未能予以 ...
【技术保护点】
1.MEMS谐振器信号读出装置,其特征在于,/n包括通带可调采集器、乘法器、低通滤波器、减法器、加法器、锁相环、延时器、压控振荡器、增益控制电路以及谐振器驱动执行电路;其中:/n通带可调采集器有两个,即第一通带可调采集器和第二通带可调采集器;/n乘法器有四个,分别为第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器和第四乘法器,每个所述乘法器均包括两个输入端以及一个输出端;/n低通滤波器有四个,即第一低通滤波器、第二低通滤波器、第三低通滤波器和第四低通滤波器;减法器有一个;加法器有两个,即第一加法器和第二加法器;/n每个通带可调采集器的输入端分别用于接入MEMS谐振器的一个模态的信号,且被 ...
【技术特征摘要】
1.MEMS谐振器信号读出装置,其特征在于,
包括通带可调采集器、乘法器、低通滤波器、减法器、加法器、锁相环、延时器、压控振荡器、增益控制电路以及谐振器驱动执行电路;其中:
通带可调采集器有两个,即第一通带可调采集器和第二通带可调采集器;
乘法器有四个,分别为第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器和第四乘法器,每个所述乘法器均包括两个输入端以及一个输出端;
低通滤波器有四个,即第一低通滤波器、第二低通滤波器、第三低通滤波器和第四低通滤波器;减法器有一个;加法器有两个,即第一加法器和第二加法器;
每个通带可调采集器的输入端分别用于接入MEMS谐振器的一个模态的信号,且被配置为用于根据锁相环输出的频率信号进行在线实时调整通带频段;
第一通带可调采集器的输出端有两个,分别连接至第一乘法器和第二乘法器的输入端;
第二通带可调采集器的输出端有两个,分别连接至第三乘法器和第四乘法器的输入端;
第一乘法器的输出端与第一低通滤波器的输入端相连;第二乘法器的输出端与第二低通滤波器的输入端相连;第三乘法器的输出端与第三低通滤波器的输入端相连;
第四乘法器的输出端与第四低通滤波器的输入端相连;
第一低通滤波器的输出端分别连接至减法器和第二加法器的输入端;第三低通滤波器的输出端分别连接至减法器和第二加法器的另一个输入端;
第二低通滤波器和第四低通滤波器的输出端分别连接至第一加法器的输入端;
第一加法器和第二加法器的输出端分别连接至锁相环的输入端;
锁相环的输出端与压控振荡器的输入端以及两个通带可调采集器的频率信号端相连;
压控振荡器的输出端分别与增益控制电路和谐振器驱动执行电路的输入端相连;
增益控制电路的输出端有三个,分别连接至第一乘法器、第三乘法器和延时器的输入端;延时器的输出端分别连接至第二乘法器和第四乘法器的输入端;延时器为90度相位延时器;
谐振器驱动执行电路的输出端连接至MEMS谐振器的驱动接口;
减法器的输出端与信号读出装置的信号输出端相连;
通带可调采集器包括加法器、电阻器、电容器、放大器、PGA以及可变电阻器件;
加法器有两个,即第三加法器和第四加法器;电阻器有三个,即第一电阻器、第二电阻器以及第三电阻器;电容器有两个,即第一电容器和第二电容器;
通带可调采集器的机电接口输入端以及第二电容器的输出端分别连接至第三加法器的输入端;第三加法器的输出端分别连接至第一电阻器和第一电容器的输入端;
第一电阻器的输出端连接至信号参考端;
第一电容器和可变电阻器件的输出端分别连接至第四加法器的输入端;第四加法器的输出端连接至放大器的反相输入端,放大器的同向输入端连接至信号参考端;
放大器的输出端分别连接至第二电阻器、第二电容器的输入端以及通带可调采集器的机电接口输出端;第二电阻器的输出端分别与第三电阻器和可变电阻器件的输入端连接;第三电阻器的输出端连接至信号参考端;
锁相环的输出端连接至PGA的输入端,PGA输出端连接至可变电阻器件的控制信号端。
2.根据权利要求1所述的MEMS谐振器信号读出装置,其特征在于,
所述增益控制电路采用VGA;压控振荡器的输出端与VGA的输入端相连;VGA的输出端三个,分别连接至第一乘法器、第三乘法器和延时器的输入端。
3.根据权利要求1所述的MEMS谐振器信号读出装置,其特征在于,
所述谐振器驱动执行电路采用VGA;其中,压控振荡器的输出端与VGA的输入端相连;VGA的输出端连接至MEMS谐振器的驱动接口...
【专利技术属性】
技术研发人员:李崇,王雨晨,董萌萌,董宇航,
申请(专利权)人:尚同电子科技淄博有限公司,
类型:发明
国别省市:山东;37
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