三轴加速度计的输出校正电路制造技术

本发明专利技术公开了三轴加速度计的输出校正电路，尤其是一种能够使芯片尺寸缩小的三轴加速度计的传感器单元。传感器单元与检测多个轴向的多个加速度值的加速度计连接。传感器单元包括校正值生成电路，用于依次生成分别校正多个加速度值的多个校正值。校正电路与校正值生成电路连接，以利用多个校正值依次校正多个加速度值并生成多个校正后的加速度值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三轴加速度计，尤其涉及用于校正三轴加速度计检测的X轴、Y轴和Z轴方向加速度值的电路。
技术介绍
图1A是校正三轴加速度计1的输出的传统传感器单元100的示意性电路图。三轴加速度计1是应用MEMS(微电子机械系统)技术的电容型加速度计。三轴加速度计1检测正交轴，即，X轴、Y轴和Z轴的多个加速度值作为电容值。传感器单元100包括电容-电压(C-V)转换电路110、偏置温度系数(TCO)电路121-123、和运算放大器131-133。C-V转换电路110与三轴加速度计1连接。运算放大器131-133分别与TCO电路121-123连接。C-V转换电路110从加速度计1接收加速度检测信号(电容值)，并且将电容值转换成电压值，生成如图1B所示的输入信号Vin。TCO电路121-123生成校正三轴加速度计1的温度相关性，即，加速度计1检测的X轴、Y轴和Z轴方向加速度值Ax、Ay、和Az的温度相关性的温度系数值TCx、TCy、和TCz。三个TCO电路121-123具有相同结构。因此，下面只描述TCO电路121的结构。TCO电路121接收设置温度系数值TCx的微调信号Tx。TCO电路121包括接收微调信号Tx的解码器、和存储温度系数值TCx的寄存器。TCO电路121利用解码器解码微调信号Tx，并且根据解码结果从寄存器中读取温度系数值TCx。将从TCO电路121中读取的温度系数值TCx提供给运算放大器131作为参考电压。同样，TCO电路122解码微调信号Ty，读取温度系数值TCy，并且将温度系数-->值TCy提供给运算放大器132。类似地，TCO电路123解码微调信号Tz，读取温度系数值TCz，并且将温度系数值TCz提供给运算放大器133。运算放大器131-133中每一个都含有第一输入端、第二输入端、和输出端。保持输入信号Vin的输入电容器141连接在运算放大器131-133中每一个的第一输入端与C-V转换电路110之间。将TCO电路121生成的温度系数值TCx提供给运算放大器131的第二输入端。将TCO电路122生成的温度系数值TCy提供给运算放大器132的第二输入端。将TCO电路123生成的温度系数值TCz提供给运算放大器133的第二输入端。反馈电容器151连接在运算放大器131的第一输入端与输出端之间。反馈电容器152连接在运算放大器132的第一输入端与输出端之间。反馈电容器153连接在运算放大器133的第一输入端与输出端之间。运算放大器131计算输入信号Vin(加速度值Ax)与温度系数值TCx(参考电压)之间的差值。然后，运算放大器131放大该差值，生成加速度信号Xout。更具体地说，运算放大器131利用温度系数值TCx校正加速度值Ax，生成X轴方向的加速度信号Xout。同样，运算放大器132利用温度系数值TCy校正加速度值Ay，生成Y轴方向的加速度信号Yout。运算放大器133利用温度系数值TCz校正加速度值Az，生成Z轴方向的加速度信号Zout。如上所述，传统传感器单元100利用由三个TCO电路121-123分别提供的相应温度系数值TCx、TCy、和TCz校正X轴、Y轴、和Z轴方向的加速度值，补偿加速度1的偏移温度特性。传统传感器单元100需要三个TCO电路121-123分别获取温度系数值TCx、TCy、和TCz。如上所述，TCO电路121-123中每一个都包括解码器和寄存器。因此，每个TCO电路占据相对较大的电路区。其结果是，三个TCO电路121-123占据在传感器单元100的芯片上提供的极大电路区。这增大了安装传感器单元100的ASIC(专用集成电路)的芯片尺寸，最终增加了芯片成本。-->近来的加速度计要求以较低成本制造。降低成本的一种方式是减小传感器单元的芯片尺寸。因此，较小的传感器单元是有利的。附图说明通过结合附图对本专利技术的当前优选实施例进行如下描述，本专利技术以及它的目的和优点将得到最好理解，在附图中：图1A是与三轴加速度连接的传统传感器单元的示意性电路图；图1B是如图1A所示的C-V转换电路生成的输入信号(X轴、Y轴、和Z轴方向的加速度值)的波形图；图2是按照本专利技术实施例的与三轴加速度连接的传感器单元的示意性电路图；图3A是包含在图2的传感器单元中的TCO电路的解码器的框图；图3B是图2的传感器单元的TCO电路中的寄存器的示意性框图；图4是图2的传感器单元的信号的波形图；图5是切换到传感器单元读取沿着Z轴方向的加速度的状态的图2的传感器单元的示意性电路图；图6是切换到传感器单元读取用于校正沿着X轴方向的加速度的温度系数值的状态的图2的传感器单元的示意性电路图；图7是切换到传感器单元读取沿着X轴方向的加速度的状态的图2的传感器单元的示意性电路图；图8是切换到传感器单元读取用于校正沿着Y轴方向的加速度的温度系数值的状态的图2的传感器单元的示意性电路图；图9是切换到传感器单元读取沿着Y轴方向的加速度的状态的图2的传感器单元的示意性电路图；图10是切换到传感器单元读取用于校正沿着Z轴方向的加速度的温度系数值的状态的图2的传感器单元的示意性电路图；图11是示出在如图6所示的开关状态下寄存器生成的校正信号-->的温度特性的曲线图；图12是示出在如图8所示的开关状态下寄存器生成的校正信号的温度特性的曲线图；图13是示出在如图10所示的开关状态下寄存器生成的校正信号的温度特性的曲线图；和图14是图4的波形图的另一个视图。具体实施方式本专利技术提供了具有缩小芯片尺寸的三轴加速度计的传感器单元。本专利技术的一个方面是与加速度计连接的传感器单元，其中加速度计检测多个轴向的多个加速度值。传感器单元包括校正值生成电路，用于依次生成分别校正多个加速度值的多个校正值。校正电路与校正值生成电路连接。校正电路从校正值生成电路接收多个校正值，并且利用多个校正值依次校正多个加速度值，以生成多个校正加速度值。通过结合通过例子例示本专利技术原理的附图进行如下详细描述，本专利技术的其它方面和优点将变得显而易见。现在参照附图描述按照本专利技术实施例的传感器单元10。图2是传感器单元10的示意性电路图。将相似或相同的标号赋予与如图1所示的那些相同或类似的部件。该优选实施例的传感器单元10与三轴加速度计1连接。三轴加速度计1检测X轴、Y轴、和Z轴的加速度值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与加速度计连接的传感器单元，其中，该加速度计分别检测多个轴向的多个加速度值，该传感器单元包含：　校正值生成电路，依次生成分别校正所述多个加速度值的多个校正值；和　与该校正值生成电路连接的校正电路，其中，该校正电路从该校正值生成电路接收所述多个校正值，并且利用所述多个校正值依次校正多个加速度值，以生成多个校正加速度值。

【技术特征摘要】
US 2007-7-10 11/775,8531.一种与加速度计连接的传感器单元，其中，该加速度计分别
检测多个轴向的多个加速度值，该传感器单元包含：
校正值生成电路，依次生成分别校正所述多个加速度值的多个校
正值；和
与该校正值生成电路连接的校正电路，其中，该校正电路从该校
正值生成电路接收所述多个校正值，并且利用所述多个校正值依次校
正多个加速度值，以生成多个校正加速度值。
2.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，所述校正值生成
电路依照多个时钟信号依次生成所述多个校正值。
3.根据权利要求1所述的传感器单元，进一步包含：
与所述加速度计连接的输入电容器，用于依次保存所述多个加速
度值，其中，所述校正电路包括：
与所述输入电容器和校正值生成电路连接的多个开关电容器
电路，用于分别保存所述多个校正值；和
分别与所述多个开关电容器电路连接的多个运算放大器，其
中，每个运算放大器都通过所述多个开关电容器电路中的相应一个
从所述输入电容器接收所述多个加速度值之一，以利用相应开关电
容器电路保存的校正值校正所接收的加速度值。
4.根据权利要求1所述的传感器单元，其中：
所述加速度计分别检测X轴、Y轴、和Z轴方向的第一、第二、
和第三加速度值；
所述校正值生成电路生成分别校正所述第一、第二、和第三加速
度值的第一、第二、和第三校正值；并且
所述校正电路包括：
与所述加速度计和校正值生成电路连接的第一开关电容器电
路，用于保存所述第一校正值；
与所述第一开关电容器电路连接的第一运算放大器，用于通
过所述第一开关电容器电路接收所述第一加速度值和第一校正值
并生成第一校正加速度值；
与所述加速度计和校正值生成电路连接的第二开关电容器电
路，用于保存所述第二校正值；
与所述第二开关电容器电路连接的第二运算放大器，用于通
过所述第二开关电容器电路接收所述第二加速度值和第二校正值
并生成第二校正加速度值；
与所述加速度计和校正值生成电路连接的第三开关电容器电
路，用于保存所述第三校正值；和
与所述第三开关电容器电路连接的第三运算放大器，用于通
过所述第三开关电容器电路接收所述第三加速度值和第三校正值...

【专利技术属性】
技术研发人员：村山周，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]