[發明專利]一種MEMS陀螺儀的解調系統和解調裝置

有效

• 申請號: 201611249065.5
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN108253953B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 鄒波;歐陽忠明
• 申請（專利權）人: 深迪半導體（紹興）有限公司
• 主分類號: G01C19/5776
• 分類號: G01C19/5776
• 代理公司: 上海劍秋知識產權代理有限公司 31382
• 代理人: 楊飛

1.一種MEMS陀螺儀的解調系統，所述MEMS陀螺儀包括驅動電容、檢測電容和驅動檢測電容，其特征在于，包括：

與所述驅動檢測電容相連的第一轉換模塊，所述第一轉換模塊用于將所述驅動檢測電容的電荷轉換為第一模擬電壓；

與所述檢測電容相連的第二轉換模塊，所述第二轉換模塊用于將所述檢測電容的電荷轉換為第二模擬電壓；

與所述第一轉換模塊相連的驅動模塊，所述驅動模塊用于根據所述第一模擬電壓生成驅動電壓至所述驅動電容，以使所述第一轉換模塊、驅動模塊和MEMS陀螺儀組成諧振環路；

與所述第一轉換模塊相連的解調生成模塊，所述解調生成模塊用于根據所述第一模擬電壓生成角速度解調信號和正交解調信號，其中，所述角速度解調信號和正交解調信號的占空比均為50％；

以及，與所述第二轉換模塊和解調生成模塊均相連的檢測模塊，所述檢測模塊用于根據所述第二模擬電壓和角速度解調信號生成角速度信號；

所述解調生成模塊包括：

輸入端與所述第一轉換模塊相連的比較器，所述比較器用于將所述第一模擬電壓轉換為第一時鐘信號；

與所述比較器相連的鎖相環子模塊，所述鎖相環子模塊用于根據所述第一時鐘信號生成第二時鐘信號和第三時鐘信號，其中，所述第三時鐘信號與所述第一時鐘信號的相位相同，所述第二時鐘信號的頻率為所述第三時鐘信號的頻率的2倍；

以及，與所述鎖相環子模塊相連的輸出子模塊，所述輸出子模塊用于根據所述第二時鐘信號和第三時鐘信號生成所述角速度解調信號和正交解調信號，其中，所述角速度解調信號的相位與所述第三時鐘信號的相位成正/負90度關系，所述正交解調信號的相位與所述第三時鐘信號的相位成0度或180度關系。

2.根據權利要求1所述的MEMS陀螺儀的解調系統，其特征在于，所述鎖相環子模塊包括：

第一輸入端與所述比較器的輸出端相連的鑒頻鑒相器；

輸入端與所述鑒頻鑒相器的輸出端相連的電荷泵；

輸入端與所述電荷泵的輸出端相連的環路濾波器；

輸入端與所述環路濾波器的輸入端相連的N倍分頻器，其中，所述N倍分頻器用于輸出所述第二時鐘信號，N為偶數；

以及，輸入端與所述N倍分頻器的輸出端相連的2倍分頻器，且所述2倍分頻器的輸出端與所述鑒頻鑒相器的第二輸入端相連，其中，所述2倍分頻器用于輸出所述第三時鐘信號。

3.根據權利要求1所述的MEMS陀螺儀的解調系統，其特征在于，所述輸出子模塊包括：

輸入端接入所述第二時鐘信號和第三時鐘信號的觸發器模塊，所述觸發器模塊用于根據所述第二時鐘信號和第三時鐘信號，生成所述角速度解調信號和正交解調信號；

以及，與所述觸發器模塊相連的第一選擇器和第二選擇器，其中，所述第一選擇器用于選擇所述角速度解調信號輸出，所述第二選擇器用于選擇所述正交解調信號輸出。

4.根據權利要求1所述的MEMS陀螺儀的解調系統，其特征在于，所述驅動模塊包括：

輸入端與所述第一轉換模塊相連的相位移電路，所述相位移電路用于將所述第一模擬電壓進行90度相位移；

輸入端與所述相位移電路的輸出端相連的壓控增益放大器，所述壓控增益放大器的輸出端與所述驅動電容相連；

以及，第一輸入端與所述第一轉換模塊相連、且第二輸入端與參考電壓相連的幅度檢測電路，所述幅度檢測電路的輸出端與所述壓控增益放大器相連，所述幅度檢測電路用于根據所述第一模擬電壓和所述參考電壓的比較關系控制所述壓控增益放大器的增益。

5.根據權利要求1所述的MEMS陀螺儀的解調系統，其特征在于，所述檢測模塊包括：

接入所述角速度解調信號和輸入端與所述第二轉換模塊相連的解調器；

以及，輸入端與所述解調器的輸出端相連的低通濾波器，其中，所述角速度解調信號和第二模擬電壓經過所述解調器的解調，并經過所述低通濾波器的濾波后得到所述角速度信號。

6.根據權利要求5所述的MEMS陀螺儀的解調系統，其特征在于，所述解調器為混頻器。