[发明专利]容性MEMS传感器设备

权利要求书

1.一种用于感应机械量的容性MEMS传感器设备，包括：

-容性MEMS传感元件(10)，具有两个间距为d₀的、平行放置的极板(11、14)，用于将感应到的机械量转换为电学量，所述间距d₀响应于所述机械量(P)而发生改变，

-第一偏压单元(V1)，用于为所述MEMS传感元件的第一极板提供第一偏置电压(V_bias1)，

-第二偏压单元(V2)，用于为所述MEMS传感元件的第二极板提供第二偏置电压(V_bias2)，

-信号处理单元(20)，用于处理所述电学量，产生输出信号(V_OUT)，

-比较器单元(21)，用于将所述输出信号(V_OUT)同参考信号(V_ref)进行比较，以检测所述MEMS传感元件(10)的过载情况，并输出比较器信号，

-控制单元(22)，用于在所述比较器信号指示过载情况时，通过在过载情况下在第一时间间隔(T1)内将所述第一极板同第一放电端子(D)相连，并在第二时间间隔(T2)内将所述第二极板同第二放电端子(D)相连的方式，控制所述MEMS传感元件(10)的放电。

2.根据权利要求1所述的容性MEMS传感器设备，

其中，所述第一偏压单元(V1)包括：第一电压源(VS1)；以及具有低阻抗的、连接在所述第一电压源和所述第一极板间的第一阻抗元件(R_bias1)，并且

其中，所述第二偏压单元(V2)包括：第二电压源(VS2)；以及具有高阻抗的、连接在所述第二电压源和所述第二极板间的第二阻抗元件(R_bias2)。

3.根据权利要求2所述的容性MEMS传感器设备，

其中，所述第二电压源(VS2)和所述第二阻抗元件(R_bias2)间的连接作为所述第一和第二放电端子(D)。

4.根据权利要求2所述的容性MEMS传感器设备，

其中，所述第一电压源(VS1)的供电电压大于所述第二电压源(VS2) 的供电电压。

5.根据权利要求1所述的容性MEMS传感器设备，

其中，所述第一和所述第二时间间隔(T1、T2)起始时间基本相同，所述第一时间间隔(T1)短于所述第二时间间隔(T2)。

6.根据权利要求1所述的容性MEMS传感器设备，

其中，所述控制单元(22)包括：第一脉冲发生器(23)，产生具有与所述第一时间间隔相对应的第一脉冲时间(T1)的脉冲信号；以及第二脉冲发生器(24)，产生具有与所述第二时间间隔相对应的第二脉冲时间(T2)的脉冲信号。

7.根据权利要求1所述的容性MEMS传感器设备，

其中，所述第一和第二放电端子(D)是相同的，具体与所述第二偏压单元(V2)的偏置电压供应端子相对应。

8.根据权利要求1所述的容性MEMS传感器设备，

其中，所述控制单元(22)包括：第一开关(S1)，用于在所述第一时间间隔内将所述第一极板同所述第一放电端子相连：以及第二开关(S2)，用于在所述第二时间间隔内将所述第二极板同所述第二放电端子相连。

9.根据权利要求1所述的容性MEMS传感器设备，

其中，所述信号处理单元(20)包括模拟信号放大器(25)，

所述比较器单元(21)包括模拟比较器，并且

所述第一偏置电压(V_bias1)是从所述参考电压(V_ref)得到的。

10.根据权利要求1所述的容性MEMS传感器设备，

其中，所述信号处理单元(20)包括：模拟信号放大器(25)；以及模数转换器(26)，用于将放大器输出信号转换为数字输出信号(V_OUT)，并且所述比较器单元(21’)包括数字比较器，用于检测预定数量的连续的具有预定位值的位。

11.根据权利要求10所述的容性MEMS传感器设备，其中，所述数字比较器为计数器。