应用于MEMS惯性器件的相位调节装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术适用于MEMS惯性器件技术领域，提供了一种应用于MEMS惯性器件的相位调节装置及方法，该装置包括：依次连接的波形转换模块、数字量转换模块和滤波器相移模块；波形转换模块用于将MEMS惯性器件谐振器输出的谐振信号转换为方波信号；数字量转换模块用于根据方波信号，输出正比于谐振信号的周期的数字量；滤波器相移模块用于根据数字量调节滤波器相移模块的中心频率，使滤波器相移模块的中心频率等于谐振信号的频率，并根据调节后的滤波器相移模块对谐振信号进行滤波，使输出后的滤波信号的相位保持恒定，进而避免因相位变化导致无法满足相位要求较高的场合的要求的问题。满足相位要求较高的场合的要求的问题。满足相位要求较高的场合的要求的问题。

【技术实现步骤摘要】
应用于MEMS惯性器件的相位调节装置及方法


[0001]本专利技术属于MEMS惯性器件
，尤其涉及一种应用于MEMS惯性器件的相位调节装置及方法。

技术介绍

[0002]对于微机电系统(MicroElectroMechanicalSystems，MEMS)惯性器件，由于客观存在的加工不一致问题，会导致同一批次的MEMS惯性器件的谐振频率不同；而且随着温度的变化，MEMS惯性器件的谐振频率也会发生漂移。
[0003]然而，由于常见电路如滤波器的相位延迟会随着信号频率的变化而变化，则上述MEMS惯性器件的谐振频率变化会导致相位变化，但是，在MEMS惯性器件中，需要对处理的谐振信号进行精确相位控制，要求某一部件对不同频率的谐振信号的相位延迟是不变的。如果相位延迟会随着谐振频率的变化而变化，对于一些相位要求较高的场合，如正交解调中相位变化会导致正交解调相位角的变化，从而影响惯性器件零位的性能。或者正反馈的相位变化会导致有效反馈变小，消耗更多的功耗，导致性能衰减。
[0004]因此，在MEMS器件中，如何使相位变化不随MEMS惯性器件的谐振频率变化而变化成为亟待解决的问题

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种应用于MEMS惯性器件的相位调节装置，以解决现有技术中相位变化随MEMS惯性器件的谐振频率变化而变化的问题。
[0006]本专利技术实施例的第一方面提供了一种应用于MEMS惯性器件的相位调节装置，包括：
[0007]波形转换模块、数字量转换模块和滤波器相移模块；
[0008]所述波形转换模块的输入端用于与MEMS惯性器件谐振器的输出端连接，所述波形转换模块的输出端与所述数字量转换模块的输入端连接，所述波形转换模块用于将MEMS惯性器件谐振器输出的谐振信号转换为方波信号；
[0009]所述数字量转换模块的输出端与所述滤波器相移模块的输入端连接，所述数字量转换模块用于根据所述方波信号，输出正比于所述谐振信号的周期的数字量；
[0010]所述滤波器相移模块的输入端还用于与所述MEMS惯性器件谐振器的输出端连接，所述滤波器相移模块的输出端输出滤波信号，所述滤波器相移模块用于根据所述数字量调节所述滤波器相移模块的中心频率，使调节后的滤波器相移模块的中心频率等于所述谐振信号的频率，并根据调节后的滤波器相移模块对所述谐振信号进行滤波，使所述滤波信号的相位保持恒定。
[0011]本专利技术实施例的第二方面提供了一种应用于MEMS惯性器件的相位调节方法，采用上述任一项所述的相位调节装置，所述应用于MEMS惯性器件的相位调节方法包括：
[0012]获取MEMS惯性器件谐振器的谐振信号，并根据所述谐振信号获得方波信号；
[0013]根据所述方波信号和电流源获得第一电压信号和第二电压信号；
[0014]将所述第一电压信号输入到比较器的同相输入端，将所述第二电压信号输入到所述比较器的反相输入端；
[0015]所述比较器对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行比较，当所述第一电压信号大于所述第二电压信号时，输出高电平，使累加器的计数结果加1；
[0016]根据所述累加器的计数结果更新所述第一电压信号，直到更新后的第一电压信号等于所述第二电压信号，并将当前累加器的计数结果输入滤波器；
[0017]所述滤波器根据所述计数结果调节自身的中心频率至所述谐振信号的频率，并采用调节后的滤波器对所述谐振信号进行滤波，使输出的滤波信号的相位保持恒定。
[0018]本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术根据波形转换模块将MEMS惯性器件谐振器输出的谐振信号转换为方波信号，根据数字量转换模块利用方波信号进行对谐振信号的频率进行数字量转换，获得正比于谐振信号的周期的数字量，根据数字量将滤波器相移模块的中心频率调节至谐振信号的频率，并利用调节后的滤波器相移模块对谐振信号进行滤波，使输出的滤波信号的相位保持恒定，不会因为谐振频率的变化而变化，进而避免MEMS器件中，因谐振频率变化导致相位变化，进而导致无法满足相位要求较高的场合的要求的问题。例如相位变化会导致正交解调相位角的变化，从而影响惯性器件零位的性能。或者相位变化导致正反馈的有效反馈变小，消耗更多的功耗，导致性能衰减的问题。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术实施例提供的应用于MEMS惯性器件的相位调节装置的结构示意图；
[0021]图2是本专利技术另一实施例提供的应用于MEMS惯性器件的相位调节装置的结构示意图；
[0022]图3是本专利技术实施例提供的应用于MEMS惯性器件的相位调节方法的流程示意图。
具体实施方式
[0023]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0024]为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0025]图1为本专利技术实施例提供的应用于MEMS惯性器件的相位调节装置的结构示意图，详述如下，应用于MEMS惯性器件的相位调节装置10，包括：波形转换模块11、数字量转换模块12和滤波器相移模块13。
[0026]其中，波形转换模块11的输入端用于与MEMS惯性器件谐振器的输出端连接，波形
转换模块11的输出端与数字量转换模块12的输入端连接，波形转换模块11用于将MEMS惯性器件谐振器输出的谐振信号转换为方波信号。
[0027]数字量转换模块12的输出端与滤波器相移模块13的输入端连接，数字量转换模块12用于根据方波信号，输出正比于谐振信号的周期的数字量。
[0028]滤波器相移模块13的输入端还用于与MEMS惯性器件谐振器的输出端连接，滤波器相移模块13的输出端输出滤波信号，滤波器相移模块13用于根据数字量调节滤波器相移模块13的中心频率，使调节后滤波器相移模块的中心频率等于谐振信号的频率，并根据调节后的滤波器相移模块对谐振信号进行滤波，使滤波信号的相位保持恒定。
[0029]其中，波形转换模块可以将MEMS惯性器件谐振器输出的谐振信号转换为方波信号，方波信号的占空比可以为50％，其中，方波信号中高电平对应时序ph1，低电平对应时序ph2，以便于利用方波信号跟踪谐振信号的频率。
[0030]本实施例中，根据波形转换模块将MEMS惯性器件谐振器输出的谐振信号转换为方波信号，根据数字量转换模块利用方波信号进行对谐振信号的频率进行数字量转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于MEMS惯性器件的相位调节装置，其特征在于，包括：波形转换模块、数字量转换模块和滤波器相移模块；所述波形转换模块的输入端用于与MEMS惯性器件谐振器的输出端连接，所述波形转换模块的输出端与所述数字量转换模块的输入端连接，所述波形转换模块用于将MEMS惯性器件谐振器输出的谐振信号转换为方波信号；所述数字量转换模块的输出端与所述滤波器相移模块的输入端连接，所述数字量转换模块用于根据所述方波信号，输出正比于所述谐振信号的周期的数字量；所述滤波器相移模块的输入端还用于与所述MEMS惯性器件谐振器的输出端连接，所述滤波器相移模块的输出端输出滤波信号，所述滤波器相移模块用于根据所述数字量调节所述滤波器相移模块的中心频率，使调节后的滤波器相移模块的中心频率等于所述谐振信号的频率，并根据调节后的滤波器相移模块对所述谐振信号进行滤波，使所述滤波信号的相位保持恒定。2.如权利要求1所述的应用于MEMS惯性器件的相位调节装置，其特征在于，所述波形转换模块包括比较单元和缓冲单元；所述比较单元的第一输入端用于输入所述MEMS惯性器件谐振器输出的谐振信号，所述比较单元的第二输入端接地，所述比较单元的输出端与所述缓冲单元的输入端连接，所述缓冲单元的输出端输出方波信号。3.如权利要求2所述的应用于MEMS惯性器件的相位调节装置，其特征在于，所述比较单元为迟滞比较器，所述缓冲单元为缓冲器。4.如权利要求1至3任一项所述的应用于MEMS惯性器件的相位调节装置，其特征在于，所述数字量转换模块包括电流源、开关管S1、开关管S2、可配置电阻阵列、比较器、累加器、可配置电容阵列；所述电流源分别与所述开关管S1的漏极和所述开关管S2的漏极连接，所述开关管S1的栅极和所述开关管S2的栅极分别用于输入所述方波信号，所述开关管S1的源极分别与所述可配置电容阵列的一端和所述比较器的同相输入端连接，所述开关管S2的源极分别与所述可配置电阻阵列的一端和所述比较器的反相输入端连接；所述比较器的输出端与所述累加器的输入端连接；所述累加器的输出端与所述可配置电容阵列的另一端连接，且所述累加器的输出端作为所述数字量转换模块的输出端；所述可配置电阻阵列的另一端接地，所述可配置电阻阵列的配置端用于输入配置信号。5.如权利要求4所述的应用于MEMS惯性器件的相位调节装置，其特征在于，所述可配置电容阵列包括电容阵列和开关管阵列；所述电容阵列的一端均与所述开关管S1的源极连接，所述电容阵列的...

【专利技术属性】
技术研发人员：任臣，杨拥军，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：