[发明专利]检测微电子机械系统加速度传感器芯片的特性的方法、装置和系统

权利要求书

1.一种检测微电子机械系统加速度传感器芯片的特性的方法，其特征在于，包括：

根据微电子机械系统MEMS加速度传感器芯片在不同振动频率下的输入信号和输出信号，拟合所述MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性；其中，所述输入信号为对输入到所述MEMS加速度传感器芯片的振动变化量进行转换后所得到的电压信号，所述输出信号为对所述MEMS加速度传感器芯片输出的电容变化量进行转换后所得到的电压信号；

将所述MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性与理想状态下的MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性进行比较，确定所述MEMS加速度传感器芯片的结构是否存在问题。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，施加在所述MEMS加速度传感器芯片的上下两个固定电极的驱动电压为时钟信号，并且，在一个时钟周期的第一个时间段内，向所述MEMS加速度传感器芯片的上下两个固定电极上分别施加正向驱动电压和负向驱动电压，在一个时钟周期的第二个时间段内，向所述MEMS加速度传感器芯片的上下固定电极施加的驱动电压为零。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性，得到所述MEMS加速度传感器芯片的开环传递函数的所有极点和零点值，如果根据所述MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性确定所述MEMS加速度传感器芯片的结构不存在问题，从所有极点和零点值中筛选出两个主导极点值，并根据所述两个主导极点值确定MEMS加速度传感器芯片的近似开环传递函数；

根据所述MEMS加速度传感器芯片的近似开环传递函数，计算得到所述MEMS加速度传感器芯片的谐振频率、阻尼比和品质因数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

针对筛选后剩余的极点和零点值，根据剩余的极点和零点值判断所述MEMS加速度传感器芯片是否满足误差允许范围，并根据所述剩余的极点和零点值指导优化MEMS加速度传感器的闭环控制系统。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一时间段与一个时钟周期的比值为1/16。

6.一种检测微电子机械系统加速度传感器芯片的特性的装置，其特征在于，包括：

开环频率特性拟合单元，用于根据微电子机械系统MEMS加速度传感器芯片在不同振动频率下的输入信号和输出信号，拟合所述MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性；其中，所述输入信号为对输入到所述MEMS加速度传感器芯片的振动变化量进行转换后所得到的电压信号，所述输出信号为对所述MEMS加速度传感器芯片输出的电容变化量进行转换后所得到的电压信号；

结果确定单元，用于将所述MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性与理想状态下的MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性进行比较，确定所述MEMS加速度传感器芯片的结构是否存在问题。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，施加在所述MEMS加速度传感器芯片的上下两个固定电极的驱动电压为时钟信号，并且，在一个时钟周期的第一个时间段内，向所述MEMS加速度传感器芯片的上下两个固定电极上分别施加正向驱动电压和负向驱动电压，在一个时钟周期的第二个时间段内，向所述MEMS加速度传感器芯片的上下固定电极施加的驱动电压为零。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，还包括：

开环传递函数计算单元，用于根据所述MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性，得到所述MEMS加速度传感器芯片的开环传递函数的所有极点和零点值，如果根据所述MEMS加速度传感器芯片的开环频率特性确定所述MEMS加速度传感器芯片的结构不存在问题，从所有极点和零点值中筛选出两个主导极点值，并根据所述两个主导极点值确定MEMS加速度传感器芯片的近似开环传递函数；

特性参数计算单元，用于根据所述MEMS加速度传感器芯片的近似开环传递函数，计算得到所述MEMS加速度传感器芯片的谐振频率、阻尼比和品质因数。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

系统优化单元，用于针对筛选后剩余的极点和零点值，根据剩余的极点和零点值判断所述MEMS加速度传感器芯片是否满足误差允许范围，并根据所述剩余的极点和零点值指导优化MEMS加速度传感器的闭环控制系统。