[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

本發明公開了一種MEMS陀螺儀的解調系統和解調裝置，由于解調生成模塊直接與第一轉換模塊相連，以第一模擬電壓為基礎進行轉換生成角速度解調信號和正交解調信號，故而，驅動模塊由于工藝問題產生的相位誤差并不會對角速度解調信號和正交解調信號造成影響，進而能夠保證MEMS陀螺儀的解調系統生成的角速度信號的準確度高，且改善MEMS陀螺儀靜止狀況下零偏不穩定性的情況。以及，由于角速度解調信號和正交解調信號的占空比均為50％，改善了角速度信號的噪聲性能。

技術領域

本發明涉及MEMS(Micro-Electro-Mechanical?System，微電子機械系統)陀螺儀的解調技術領域，更為具體的說，涉及一種MEMS陀螺儀的解調系統和解調裝置。

背景技術

MEMS陀螺儀具有成本低、體積小、功耗低、可靠性高等優點，其不僅在航空航天、軍事領域的應用中占據重要地位，而且在民用領域也取得了廣泛的應用，如工業制造、醫學、汽車等領域。MEMS陀螺儀可以分為兩種類型，即電容式和電阻式。相比與電阻式的MEMS陀螺儀，電容式的MEMS陀螺儀具有高靈敏度、良好的溫度特性、低功耗等優勢。

現有的電容式MEMS陀螺儀的解調系統，其主要包括有一檢測電路和一驅動電路，其中，驅動電路用于驅動MEMS陀螺儀進行振動，且同時產生一角速度解調信號和一正交解調信號。其中，檢測電路會根據角速度解調信號和MEMS陀螺儀的檢測端的模擬電壓，生成角速度信號；而正交解調信號用于計算正交信號。但是，在MEMS陀螺儀的解調系統中，驅動電路的組成器件由于工藝問題會產生相位偏差，進而會影響由驅動電路產生的角速度解調信號和正交解調信號，會使得檢測電路生成的角速度信號精確度較低，造成MEMS陀螺儀靜止狀況下零偏不穩定性。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種MEMS陀螺儀的解調系統和解調裝置，使生成的角速度解調信號和正交解調信號對驅動模塊不敏感，保證MEMS陀螺儀的解調系統生成的角速度信號的準確度高，且改善MEMS陀螺儀靜止狀況下零偏不穩定性的情況。以及，由于角速度解調信號和正交解調信號的占空比均為50％，改善了角速度信號的噪聲性能。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：

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，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。

可選的，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；