[实用新型]正交消除装置及MEMS系统

说明书

技术领域

本申请讨论了微机电系统（MEMS，micro-electromechanical system），更具体地，讨论了用于MEMS设备的正交消除（quadrature cancellation）。 

背景技术

微机电系统（MEMS）包括执行电气功能和机械功能的小型机械设备，这些小型机械设备是使用与用于制造集成电路的技术相似的光刻技术进行制造的。一些MEMS设备是可以检测运动的传感器（例如，加速计）或检测角速率的传感器（例如，陀螺仪）。电容性MEMS陀螺仪响应于角速率的改变而经历电容的改变。 

实用新型内容

除了其他方面以外，本申请还讨论了用于对来自微机电系统（MEMS）设备（例如，MEMS陀螺仪）的传感信息进行正交消除的装置和方法。在某些示例中，一种正交消除装置可包括：驱动电荷放大器，其被配置成耦合到MEMS设备的检测质量块（proof mass），并且提供振荡运动信息；第一传感电荷放大器，其被配置成耦合到所述检测质量块，并且提供所述MEMS设备的第一移动的第一传感信息；第一可编程放大器，其被配置成接收所述振荡运动信息，并且提供经放大的振荡运动信息；第一加法器，其被配置成使用所述第一传感信息和所述经放大的振荡运动信息来消除所述第一传感信息的正交误差，以提供经正交校正的第一传感信息；移相器，其被配置成接收所述振荡运动信息，并且提供载波信息；以及第一乘法器，其被配置成使用所述经正交校正的第一传感信息和所述载波信息来提供经解调的第一传感信息。 

一种MEMS系统，包括： 

MEMS陀螺仪，其具有检测质量块； 

正交消除电路，其被配置成提供所述MEMS陀螺仪的移动信息，所述正交消除包括： 

驱动电荷放大器，其被配置成耦合到所述检测质量块，并且提供振荡运动信息； 

第一传感电荷放大器，其被配置成耦合到所述检测质量块，并且提供所述MEMS设备的第一移动的第一传感信息； 

第一可编程放大器，其被配置成接收所述振荡运动信息，并且提供经放大的振荡运动信息； 

第一加法器，其被配置成使用所述第一传感信息和所述经放大的振荡运动信息来消除所述第一传感信息的正交误差，以提供经正交校正的第一传感信息； 

移相器，其被配置成接收所述振荡运动信息，并且提供载波信息；以及 

第一乘法器，其被配置成使用所述经正交校正的第一传感信息和所述载波信息来提供经解调的第一传感信息。 

这部分旨在提供对本专利申请的主题的概述。这部分并非旨在提供本实用新型的排他性的或详尽的说明。本文包括了详细的描述，以提供关于本专利申请的进一步信息。 

附图说明

在附图中（这些附图不一定是按照比例绘制的），相同的数字能够描述不同视图中的类似部件。具有不同字母后缀的相同数字能够表示类似部件的不同示例。附图通过示例而非限制的方式概括地示例了本申请中讨论的各个实施例。 

图1概括地示出了一示例的MEMS设备100，该MEMS设备100被配置成提供无源的正交误差消除和载波解调； 

图2概括地示出了一示例的MEMS设备200，该MEMS设备200被配置 成提供差分且无源的正交误差消除和载波解调。 

具体实施方式

除了其他方面以外，本发明人还已经认识到了用于消除在所检测到的微机电系统（MEMS）陀螺仪轴旋转信号（例如，x轴旋转信号，等等）中的正交误差、根据所检测到的MEMS振荡信号产生解调载波、并且对该MEMS陀螺仪轴旋转信号进行解调的装置和方法。本文中所公开的这些装置和方法可提高MEMS陀螺仪的性能，降低功率消耗，并且在某些示例中，相对于现有的MEMS设备，这些装置和方法可减小硅面积。 

在一示例中，延迟匹配的电荷放大器（delay-matched charge amplifier）可被用于MEMS振荡信号和相应的轴旋转信号，并且经放大的MEMS振荡信号然后可被用来消除在相应的所述轴旋转信号中的正交误差。由于电荷放大器通常在工艺、电压或温度（PVT，process，voltage，or temperature）的变化上相互跟踪，因此在该实例中，所述延迟匹配的电荷放大器可提高MEMS陀螺仪在操作条件范围内的性能。