微机电感应电容电压的转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种微机电感应电容电压的转换装置，用以将微机电组件上所感应的模拟电压转换成数字信号，所述转换装置包括模拟至数字转换器、参考电压电路以及控制器，通过模拟至数字转换器的积分器与比较器，利用参考电压电路产生所需的参考电压，配合控制器所产生的开关信号，进而产生数字信号，同时可与微机电组件整合到单一芯片内以构成微机电系统单芯片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微机电感应电容电压的转换装置，特别是通过模拟至数字转换器转换成数字信号。
技术介绍
近年来，微机电(Micro Electro Mechanical Systems, MEMS)已被广泛的应用于 不同的消费电子领域，其中最受人瞩目的有任天堂新近推出的Wii游戏机，其特色便是以 MEMS技术为基础的三轴加速度传感器，并配合无线控制器，以达到高度创新性的娱乐效果。 MEMS为一个智慧型微小化的系统，通常具有感测器、处理器或致动器，因此在单一 晶片或多晶片中整合多个电子、机械、光学、化学、生物、磁学的功能，可应用至制造业、自动 化、资讯与通讯、航太工业、交通运输、土木营建、环境保护、农林渔牧业。 为了发挥的功能，需要适当的模拟至数字转换器(Analog-to-digitalconverter， ADC)将MEMS的模拟输出信号转换成数字信号，以供后续的数字处理器进行适当的数据处 理，而E -A (Sigma-Delta)ADC是其中较常使用的ADC。 图1为现有技术中微机电感应电容电压转换装置的功能方块图。如图1所示，微 机电感应电容电压转换装置1包括微机电感测器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机电感应电容电压的转换装置，用以将一微机电组件的一微机电感应电容电压转换成一数字信号，其特征在于，所述转换装置包括一第一级积分器、一比较器以及至少一第二级积分器，其中，所述第一级积分器产生一输出信号，所述第二级积分器接收所述第一级积分器的所述输出信号并产生一输出信号，所述比较器接收所述第二级积分器的所述输出信号并产生数字信号。

【技术特征摘要】
一种微机电感应电容电压的转换装置，用以将一微机电组件的一微机电感应电容电压转换成一数字信号，其特征在于，所述转换装置包括一第一级积分器、一比较器以及至少一第二级积分器，其中，所述第一级积分器产生一输出信号，所述第二级积分器接收所述第一级积分器的所述输出信号并产生一输出信号，所述比较器接收所述第二级积分器的所述输出信号并产生数字信号。2. 如权利要求1所述的转换装置，其特征在于，所述第二级积分器包括一积分电容以 及一积分放大器，所述积分电容的一端以及所述积分放大器的一反相输入端连接到所述第 二级积分器的输入信号，所述积分放大器的一非反相输入端为接地，所述积分电容的一另 一端以及所述积分放大器的一输出端连接到所述第二级积分器的所述输出信号。3. 如权利要求1所述的转换装置，其特征在于，所述第一级积分器包括一输入模块、 一充放电电容、一积分器、一参考电路、一控制器、一第一切换开关、一第二切换开关、一第 三切换开关、一第四切换开关以及一第五切换开关，所述输入模块包括所述微机电组件的 一等效微机电电容，所述等效微机电电容的一端连接到一第一节点，所述等效微机电电容 的一另一端连接到一第二节点，所述参考电路产生一第一参考电压、一低参考电压以及一 高参考电压，所述控制器产生一第一开关信号以及一第二开关信号，所述所述第一开关信 号的高位准与所述第二开关信号的高位准不重迭，所述第一开关信号控制所述第一切换开 关、所述第二切换开关以及所述第四切换开关，所述第二开关信号控制所述第三切换开关 以及所述第五切换开关，所述积分器包括一积分电容以及一积分放大器，所述积分电容的 一端连接到所述积分放大器的一输出端，所述输出端产生所述第一级积分器的所述输出信 号，所述积分电容的一另一端连接到所述积分放大器的一反相输入端，所述积分放大器的 一非反相输入端为接地，所述充放电电容的一端连接到所述第一节点，所述充放电电容的 一另一端在所述第一开关信号为高位准时通过所述第一切换开关而连接到所述高参考电 压，并在所述第二开关信号为高位准时通过所述第一切换开关而连接到所述低参考电压， 所述第二切换开关的一端为接地，所述第二切换开关的一另一端连接到所述第一节点，所 述第三切换开关的一端连接到所述第一节点，所述第三切换开关的一另一端连接到所述积 分放大器的所述反相输入端；所述输入模块进一步包括一第一电容以及一第二电容，所述 第一电容的一端接地，所述第一电容的一另一端接到一第二节点，所述所述第二电容的一 端为接地，所述第二电容的一另一端连接到所述第一节点，所述第二节点在所述第一开关 信号为高位准时经由所述第四切换开关连接到所述第一参考电压，所述第二节点并在所述 第二开关信号为高位准时经由所述第五切换开关连接到接地。4. 一种微机电感应电容电压的转换装置，用以将一微机电组件的一微机电感应电容电 压转换成一数字信号，其特征在于，所述转换装置包括一第一级差额积分器、一差额比较器 以及至少一第二级差额积分器，其中，所述第一级差额积分器产生一对差额输出信号，所述 第二级差额积分器接收所述第一级差额积分器的所述对差额输出信号并产生一对差额输 出信号，所述差额比较器接收所述第二级差额积分器的所述对差额输出信号并产生数字信 号。5. 如权利要求4所述的转换装置，其特征在于，所述第二级差额积分器包括一第一积 分电容、一第二积分电容以及一差额积分放大器，所述第一积分电容的一端以及所述差额 积分放大器的一反相输入端连接到所述第二级差额积分器的所述对差额输入信号的一反相输入信号，所述第一积分电容的一另一端以及所述差额积分放大器的一反相输出端连接 到所述第二级差额积分器的所述对差额输出信号的一反相输出信号，所述第二积分电容的 一端以及所述差额积分放大器的一非反相输入端连接到所述第二级差额积分器的所述对 差额输入信号的一非反相输入信号，所述第二积分电容的一另一端以及所述差额积分放大 器的一非反相输出端连接到所述第二级差额积分器的所述对差额输出信号的一非反相输 出信号。6.如权利要求4所述的转换装置，其特征在于，所述第一级差额积分器包括 一参考电路，产生一第一参考电压、一偏压电压、一低参考电压以及一高参考电压； 一控制器，产生一第一开关信号以及一第二开关信号，所述第一开关信号的高位准与 所述第二开关信号的高位准不重迭；一第一数字至模拟转换器，包括一第一充放电电容、一第一切换开关、一第二切换开 关，所述第一切换开关由所述第一开关信号控制，所述第二切换开关由所述第一开关信号 与所述第二开关信号控制控制，所述第一切换开关的一端连接到一第一节点，所述第一切 换开关的一另一端连接到所述偏压电压，所述第一切换开关在所述第一开关信号为高位准 时连接到所述偏压电压，所述第一充放电电容的一端连接到所述第一节点，所述第一充放 电电容的的一另一端连接到所述第二切换开关的一端，所述第二切换开关的一另一端在所 述第一开关信号为高位准时连接到所述低参考电压，所述第二切换开关的所述另一端在所 述第二开关信号为高位准时连接到所述高参考电压；一第二数字至模拟转换器，包括一第二充放电电容、一第三切换开关、一第四切换开 关，所述第三切换开关与所述第四切换开关由所述第一开关信号控制，所述第三切换开关 的一端连接到一第三节点，所述第三切换开关的一另一端连接到所述偏压电压，所述第二 充放电电容的一端连接到所述第三节点，所述第二充放电电容的一另一端连接到所述第四 切换开关的一端，所述第四切换开关的一另一端在所述第一开关信号为高位准时连接到所 述低参考电压，所述第四切换开关的所述另一端在所述第二开关信号为高位准时连接到所 述高参考电压；一差额积分器，具有一反相输入端、一非反相输入端、一反相输出端以及一非反相输出 端，所述差额积分器包括一第一积分电容、一第二积分电容以及一差额积分放大器，所述第 一积分电容的一端以及所述差额积分放大器的一反相输入端连接到所述差额积分器的所 述反相输入端，所述第一积分电容的一另一端以及所述差额积分放大器的一反相输出端连 接到所述差额积分器的所述反相输出端，所述第二积分电容的一端以及所述差额积分放大 器的一非反相输入端连接到所述差额积分器的所述非反相输入端，所述第二积分电容的一 另一端以及所述差额积分放大器的一非反相输出端连接到所述差额积分器的所述非反相 输出端；一第一节点控制器，包括一第五切换开关，所述第五切换开关由所述第二开关信号控 制，所述第五切换开关的一端连接到所述第一节点，所述第五切换开关的一另...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志勋，
申请(专利权)人：纬拓科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]