[發(fā)明專利]一種用于微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)的閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010191597.4
• 申請(qǐng)日: 2010-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN101860338A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬大勇;王玉朝;任森;苑偉政;袁廣民;李小卿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H03H9/00
• 分類號(hào): H03H9/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 呂湘連

1.一種用于微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)的閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，由I/V轉(zhuǎn)換器(5)，低通濾波器(6)，限幅電路(7)，帶通濾波器(8)，自動(dòng)增益控制環(huán)路(9)，相位補(bǔ)償電路(12)和力矩器(13)組成；

微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)(4)的電容變化引起充放電電流變化，該變化電流經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換器(5)后，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；該電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)通帶截止頻率不小于微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)(4)諧振頻率的低通濾波器(6)后，進(jìn)入限幅電路(7)；限幅電路(7)輸出的信號(hào)進(jìn)入帶通濾波器(8)，進(jìn)行信號(hào)的選頻，濾除由限幅電路(7)的限幅而引入的雜波分量；帶通濾波器(8)的通帶包含微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)(4)的諧振頻率；選頻后的信號(hào)進(jìn)入自動(dòng)增益控制環(huán)路(9)進(jìn)行自動(dòng)增益的控制；自動(dòng)增益控制環(huán)路(9)包括可變?cè)鲆娣糯笃?10)和交流/直流轉(zhuǎn)換器(11)；可變?cè)鲆娣糯笃?10)輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)交流/直流轉(zhuǎn)換器(11)后，轉(zhuǎn)換的直流信號(hào)與參考電壓Vd進(jìn)行比較控制可變?cè)鲆娣糯笃?10)的放大倍數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益的控制；自動(dòng)增益控制環(huán)路(9)的輸出信號(hào)進(jìn)入相位補(bǔ)償電路(12)，進(jìn)行相位的補(bǔ)償；相位補(bǔ)償電路(12)是相位超前電路或者相位延時(shí)電路；相位補(bǔ)償電路(12)的輸出經(jīng)過(guò)力矩器(13)反饋回來(lái)驅(qū)動(dòng)微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)(4)的振蕩；

微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)(4)，I/V轉(zhuǎn)換器(5)，低通濾波器(6)，限幅電路(7)，帶通濾波器(8)，自動(dòng)增益控制環(huán)路(9)，相位補(bǔ)償電路(12)，力矩器(13)的增益?zhèn)鬟f函數(shù)分別為A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8，相移分別為自動(dòng)增益控制環(huán)路(9)，調(diào)節(jié)整個(gè)環(huán)路的增益，使其滿足微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)(4)的增益起振條件和穩(wěn)定振蕩的增益平衡條件，即在該微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)(4)的諧振頻率上，上電起振時(shí)T＝A1·A2·A3·A4·A5·A6·A7·A8＞1；穩(wěn)定振蕩時(shí)，T＝A1·A2·A3·A4·A5·A6·A7·A8＝1；

相位補(bǔ)償電路(12)，調(diào)節(jié)整個(gè)環(huán)路的相位，使其滿足微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)(4)的相位起振條件和穩(wěn)定振蕩的相位平衡條件，即在該微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)(4)的諧振頻率上，上電起振時(shí)和穩(wěn)定振蕩時(shí)都有n為整數(shù)。

2.一種用于微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)的閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述的I/V轉(zhuǎn)換器(5)為跨阻放大器或者電荷放大器。

3.一種用于微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)的閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述的交流/直流轉(zhuǎn)換器(11)為整流器加低通濾波器或者真有效值轉(zhuǎn)換器。

4.一種用于微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)的閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，當(dāng)微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)(4)為可動(dòng)電極一體，固定電極斷開結(jié)構(gòu)，并且固定電極接地時(shí)，所述的力矩器(13)由單位增益放大器(20)、加法器AI(21)、反相器(22)、加法器AII(23)組成，其連接關(guān)系為：從移相器(12)輸出的信號(hào)分為兩路，一路為單位增益放大器(20)和加法器AI(21)串行連接，然后施加到驅(qū)動(dòng)電極AII(18)；一路為反相器(22)和加法器AII(23)串行連接，然后施加到驅(qū)動(dòng)電極AI(17)。

5.一種用于微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)的閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，當(dāng)微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)(4)為可動(dòng)電極一體，固定電極斷開結(jié)構(gòu)，并且固定電極接偏置電壓Vp時(shí)，所述的力矩器(13)由單位增益放大器(20)和反相器(22)組成，其連接關(guān)系為：從移相器(12)輸出的信號(hào)分為兩路，一路經(jīng)單位增益放大器(20)施加到驅(qū)動(dòng)電極AII(18)；另一路經(jīng)反相器(22)施加到驅(qū)動(dòng)電極AI(17)。

6.一種用于微機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)的閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述的力矩器(13)由一個(gè)加法器B(26)組成，其連接關(guān)系為：從移相器(12)輸出的信號(hào)經(jīng)加法器B(26)施加到驅(qū)動(dòng)電極B(25)。