[實(shí)用新型]傳感器電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320171504.0
• 申請(qǐng)日: 2013-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203275441U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約恩·奧普里斯;賈斯廷·森
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 快捷半導(dǎo)體（蘇州）有限公司;快捷半導(dǎo)體公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01P15/14
• 分類(lèi)號(hào): G01P15/14
• 代理公司: 北京派特恩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11270
• 代理人: 武晨燕;張穎玲

技術(shù)領(lǐng)域

總的來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)涉及電子電路，更具體地，涉及MEMS傳感器電路。?

背景技術(shù)

微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）包括執(zhí)行電力和機(jī)械功能的小型機(jī)械設(shè)備，該機(jī)械設(shè)備使用與制作集成電路所使用的工藝相似的光刻工藝制作而成。有些MEMS設(shè)備是能夠檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的傳感器，比如加速計(jì)，或者是能夠檢測(cè)角速度的傳感器，比如陀螺儀。電容式MEMS陀螺儀響應(yīng)于角速度變化而經(jīng)歷電容的變化。MEMS陀螺儀傳感器的生產(chǎn)包括測(cè)試，該測(cè)試應(yīng)當(dāng)快速檢測(cè)出所加工的設(shè)備中的任何缺陷。?

實(shí)用新型內(nèi)容

除了其他方面以外，本申請(qǐng)還討論了用于與MEMS傳感器連接的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。一種示例裝置，包括集成電路（IC）和MEMS陀螺儀傳感器，所述MEMS陀螺儀傳感器包括第一傳感電容器和第二傳感電容器。所述IC包括開(kāi)關(guān)電路和電容測(cè)量電路。所述開(kāi)關(guān)電路配置成將所述第一傳感電容器從所述IC的第一輸入端處電解耦，將所述第二傳感電容器電性連接到所述IC的第二輸入端。所述電容測(cè)量電路配置成在向該被解耦的第一傳感電容器施加第一電信號(hào)期間測(cè)量所述MEMS陀螺儀傳感器的所述第二傳感電容器的電容。?

該MEMS陀螺儀傳感器不需要額外的測(cè)試電容器。這就使得該MEMS傳感器需要較少的電路部件和電路接點(diǎn)，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。?

實(shí)用新型內(nèi)容部分旨在提供對(duì)本專(zhuān)利申請(qǐng)的主題的概述，并非旨在提供本申請(qǐng)的排他性或窮舉性說(shuō)明。本文包括具體實(shí)施方式以提供與本專(zhuān)利申請(qǐng)有關(guān)的進(jìn)一步信息。?

附圖說(shuō)明

附圖（這些附圖不一定是按照比例繪制的）中，相同的數(shù)字能夠描述不同視圖中的相似部件。具有不同字母后綴的相同數(shù)字能夠表示類(lèi)似部件的不同實(shí)例。附圖通過(guò)示例而非限制的方式概括地示出了本申請(qǐng)中討論的各個(gè)實(shí)施例。?

圖1示出了示例性MEMS傳感器和集成電路的部分的方框圖；?

圖2為實(shí)現(xiàn)MEMS傳感器的自測(cè)試的示例性方法的流程圖；?

圖3示出了測(cè)試MEMS傳感器的一個(gè)示例性電路；?

圖4示出了測(cè)試MEMS傳感器的另一個(gè)示例性電路。?

具體實(shí)施方式

圖1為一示例性電子系統(tǒng)的部分的方框圖，該電子系統(tǒng)包括MEMS傳感器105和IC110。該MEMS傳感器可包括MEMS陀螺儀，例如振動(dòng)陀螺儀。振動(dòng)陀螺儀可包括懸掛在基板上方的檢測(cè)質(zhì)量塊（proof?mass）。該檢測(cè)質(zhì)量塊在驅(qū)動(dòng)方向和垂直于該驅(qū)動(dòng)方向的感應(yīng)方向上機(jī)械振蕩。外部驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)該檢測(cè)質(zhì)量塊在驅(qū)動(dòng)方向上進(jìn)入共振狀態(tài)。當(dāng)陀螺儀受到角旋轉(zhuǎn)時(shí)，在感應(yīng)方向上感生科里奧利（Coriolis）力或科里奧利效應(yīng)，該科里奧利力或科里奧利效應(yīng)使用傳感電容器被檢測(cè)出來(lái)。?

圖1中，傳感電容器Cgp和Cgn代表到IC110的陀螺儀科里奧利感應(yīng)輸出。電容器Cgp和Cgn是驅(qū)動(dòng)傳感電容器。這些電容器用于監(jiān)控包含在MEMS陀螺儀傳感器105和IC110中的驅(qū)動(dòng)回路。除了其他方面以外，該陀螺儀驅(qū)動(dòng)回路包括：MEMS陀螺儀傳感器105的驅(qū)動(dòng)電容器（未示出）；IC110的輸出驅(qū)動(dòng)放大器電路（未示出），用以產(chǎn)生MEMS陀螺儀傳感器105的機(jī)械振蕩；以及自動(dòng)增益控制（AGC）電路（未示出）。該AGC電路對(duì)該輸出驅(qū)動(dòng)放大器電路提供的靜電力進(jìn)行調(diào)節(jié)以將機(jī)械振蕩維持到目標(biāo)值。驅(qū)動(dòng)性傳感電容器Cgsp和Cgsn用于感測(cè)MEMS陀螺儀傳感器105的振蕩幅度。該陀螺儀驅(qū)動(dòng)回路還包括頂部電容器-電壓（C2V）傳感器電路120和相移電路125。該頂部C2V傳感器電路120將Cgsp和Cgsn的電容轉(zhuǎn)換成可被觀察到的電壓信號(hào)，以使由?該陀螺儀驅(qū)動(dòng)回路維持的振蕩持續(xù)下去。?

底部C2V傳感器電路130將科里奧利傳感電容器Cgp和Cgn轉(zhuǎn)換成電壓。使用混頻電路135對(duì)從驅(qū)動(dòng)傳感電容器Cgsp和Cgsn處得到的電壓和從科里奧利傳感電容器Cgp和Cgn處得到的電壓進(jìn)行解調(diào)，使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）電路140對(duì)解調(diào)結(jié)果進(jìn)行測(cè)量。在一些示例中，該ADC電路140為Σ-ΔADC電路。?

圖1中的示例只顯示了一套驅(qū)動(dòng)性傳感電容器和一套科里奧利傳感電容器。在多軸MEMS陀螺儀傳感器中，針對(duì)每個(gè)軸都可包括一套驅(qū)動(dòng)傳感電容器和一套科里奧利傳感電容器。例如，三軸MEMS陀螺儀傳感器針對(duì)X、Y和Z軸中的每個(gè)軸都可包括一套驅(qū)動(dòng)性傳感電容器和一套科里奧利傳感電容器。?