[發(fā)明專利]硅微陀螺敏感信號讀出電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910896807.0
• 申請日: 2019-09-20
• 公開（公告）號: CN112539744A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 暢璇;張興成;孟真;劉謀;鐘燕清
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: G01C19/5776
• 分類號: G01C19/5776
• 代理公司: 北京蘭亭信通知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11667
• 代理人: 趙永剛

本發(fā)明提供一種硅微陀螺敏感信號讀出電路，包括：差分調(diào)制模塊，包括單載波調(diào)制的電荷放大器；用于讀出陀螺電容變化量并將電容變化量轉(zhuǎn)換為電壓信號；信號解調(diào)模塊，輸入接口與所述差分調(diào)制模塊的輸出接口連接，用于將所述差分調(diào)制模塊輸出的信號進(jìn)行解調(diào)；放大電路模塊，輸入接口與所述信號解調(diào)模塊的輸出接口連接，用于將所述信號解調(diào)模塊輸出的信號進(jìn)行放大；濾波電路模塊，輸入接口與所述發(fā)達(dá)電路模塊的輸出接口連接，用于抑制放大電路模塊輸出的信號中的噪聲。本發(fā)明硅微陀螺敏感信號讀出電路，輸出電壓的增益帶寬可調(diào)、幅值可調(diào)，具有較好的抗共模干擾特性、降低了功耗、有效提高了信號檢測精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硅微陀螺技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅微陀螺敏感信號讀出電路。

背景技術(shù)

硅微陀螺是基于微機械加工工藝制作而成的用于測量運動物體角速度的重要慣性器件，被廣泛應(yīng)用于信息技術(shù)、地震勘探、航空航天、國防軍工、汽車電子、機器人定位等多個領(lǐng)域。電容式硅微陀螺因其具有分辨率高、溫度系數(shù)小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點而被重點研究，但由于輸出電容信號通常在10^-15～10^-18F量級十分微弱，能否有效收集電荷變化量并通過讀出電路將其轉(zhuǎn)化為電信號，是有效完成微弱信號檢測的一個重要指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的硅微陀螺敏感信號讀出電路，能夠?qū)崿F(xiàn)增益帶寬可調(diào)和電壓信號可控。

本發(fā)明提供一種硅微陀螺敏感信號讀出電路，包括：

差分調(diào)制模塊，包括單載波調(diào)制的電荷放大器；用于讀出陀螺電容變化量并將電容變化量轉(zhuǎn)換為電壓信號；

信號解調(diào)模塊，輸入接口與所述差分調(diào)制模塊的輸出接口連接，用于將所述差分調(diào)制模塊輸出的信號進(jìn)行解調(diào)；

放大電路模塊，輸入接口與所述信號解調(diào)模塊的輸出接口連接，用于將所述信號解調(diào)模塊輸出的信號進(jìn)行放大；

濾波電路模塊，輸入接口與所述發(fā)達(dá)電路模塊的輸出接口連接，用于抑制放大電路模塊輸出的信號中的噪聲。

可選地，所述濾波電路模塊包括壓控電壓源二階低通濾波電路；所述壓控電壓源二階低通濾波電路中的電阻為可變電阻，所述壓控電壓源二階低通濾波電路中的電容為可變電容。

可選地，差分調(diào)制模塊包括單載波調(diào)制的電荷放大器。

可選地，所述信號解調(diào)模塊包括雙通道單刀雙擲模擬開關(guān)調(diào)制解調(diào)器。

可選地，所述放大電路模塊包括差分放大電路。

可選地，所述差分放大電路為雙端輸入，單端輸出的差分放大電路。

可選地，所述差分放大電路中的電阻為可變電阻。

可選地，所述信號解調(diào)模塊包括相敏檢波電路。

可選地，所述信號解調(diào)模塊的模擬開關(guān)控制信號與所述信號解調(diào)模塊的輸入信號同頻同相。

可選地，所述信號解調(diào)模塊采用單載波進(jìn)行解調(diào)。

本發(fā)明硅微陀螺敏感信號讀出電路，可以通過改變放大電路模塊中的電阻的阻值調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù)；通過調(diào)節(jié)濾波模塊中的電阻的阻值和電容的容量實現(xiàn)對截止頻率的調(diào)整，從而實現(xiàn)不同的低通濾波帶寬。本發(fā)明硅微陀螺敏感信號讀出電路，輸出電壓的增益帶寬可調(diào)、幅值可調(diào)，具有較好的抗共模干擾特性、降低了功耗、有效提高了信號檢測精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明硅微陀螺敏感信號讀出電路的原理框圖；

圖2是本發(fā)明硅微陀螺敏感信號讀出電路差分調(diào)制模塊的電路原理圖；

圖3是本發(fā)明硅微陀螺敏感信號讀出電路信號解調(diào)模塊的電路原理圖；