[發明專利]驅動電路、用于驅動MEMS陀螺儀的方法和對應的MEMS陀螺儀

有效

• 申請號: 201811050424.3
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109506639B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: S·法奇內蒂
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: G01C19/5649
• 分類號: G01C19/5649;G01C19/5656
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;李春輝

1.一種用于微機電系統MEMS陀螺儀的驅動電路，包括：

輸入級，被配置為接收指示所述MEMS陀螺儀的移動質量塊的驅動運動的至少一個電學量，并基于所述電學量產生至少一個驅動信號V_SD；

測量級，被配置為確定時間間隔的持續時間，在所述時間間隔內，所述至少一個驅動信號V_SD大于幅度閾值，并且所述測量級被配置為基于所述時間間隔的所述持續時間確定所述驅動運動的振蕩幅度，其中所述測量級是數字測量級；以及

控制級，被配置為接收所述振蕩幅度，基于所述振蕩幅度產生用于所述MEMS陀螺儀的移動質量塊的驅動信號D₁、D₂，并且將所述驅動信號D₁、D₂提供給所述MEMS陀螺儀的所述移動質量塊，以使所述驅動運動處于振蕩頻率。

2.根據權利要求1所述的電路，其中所述測量級被配置為：

基于所述振蕩頻率產生時鐘信號；以及

確定在所述時間間隔的所述持續時間內的所述時鐘信號的周期的數目的計數；以及

基于在所述時間間隔的所述持續時間內的所述時鐘信號的周期的所述數目的所述計數，來確定所述振蕩幅度。

3.根據權利要求2所述的電路，其中所述時鐘信號的頻率高于所述振蕩頻率，并且其中所述時鐘信號的所述頻率是通過將所述振蕩頻率按乘法因子縮放而獲得的。

4.根據權利要求3所述的電路，其中在所述時間間隔的所述持續時間內的所述時鐘信號的周期的所述數目的所述計數由下式給出：

其中Δt是所述時間間隔的所述持續時間，T_ck是所述時鐘信號的周期，f_ck是所述時鐘信號的所述頻率，f_d是所述振蕩頻率，k是所述乘法因子，并且A_th/A₀是所述幅度閾值和所述振蕩幅度之間的比率。

5.根據權利要求4所述的電路，其中所述比率和所述乘法因子是可調整的，以調節測量分辨率。

6.根據權利要求2所述的電路，其中所述測量級包括：

閾值比較器塊，被配置為將所述至少一個驅動信號V_SD與所述幅度閾值進行比較，并且生成超過閾值時間信號，所述超過閾值時間信號指示期間所述至少一個驅動信號V_SD的絕對值高于所述幅度閾值的所述時間間隔的所述持續時間；以及

計數器塊，被配置為基于所述超過閾值時間信號確定所述時鐘信號的周期的所述數目的所述計數。

7.根據權利要求2所述的電路，其中所述控制級包括：

數模轉換器塊，被配置為基于所述振蕩幅度和參考值之間的比較產生控制信號，并輸出用于控制所述驅動信號D₁、D₂的幅度的所述控制信號，所述參考值表示所述驅動運動的期望振蕩幅度。

8.根據權利要求2所述的電路，其中所述控制級包括：

數字移位器，被配置為接收所述時鐘信號的周期的所述數目的所述計數，基于所述時鐘信號的周期的所述數目的所述計數來生成所述時鐘信號的延遲版本，并且將延遲的所述時鐘信號輸出到迫使級。

9.根據權利要求1所述的電路，其中所述幅度閾值的絕對值大于零并且小于所述振蕩幅度的絕對值。