[发明专利]微机械谐振器的振动控制方法及微机械谐振器

说明书

本发明公开了一种微机械谐振器的振动控制方法及微机械谐振器，包括：衬底，以及设置于衬底上的振动结构和驱动结构；其中，驱动结构用于驱动微机械谐振器的振动结构往复运动，并在振动结构往复运动的同时，生成作用在振动结构上、且促进振动结构的往复运动的促进静电力，以及生成作用在振动结构上、且制约振动结构的往复运动的制约静电力，以使得振动结构在往复运动中由静电弹簧软化效应产生的频率偏移和由静电弹簧硬化效应产生的频率偏移之间相互抵消，进而控制微机械谐振器工作在其固有频率，提高了微机械谐振器工作时的稳定性。

技术领域

本发明涉及谐振器技术领域，更为具体的说，涉及一种微机械谐振器的振动控制方法及微机械谐振器。

背景技术

微机电系统(Micro Electro Mechanical System，MEMS)技术是集传感器、计算机、激励、控制、通信、能耗等技术为一体，在设计和制作过程中又必须考虑结合微机械加工技术、集成电路制作技术、电子控制、热力学效应、流通效应、磁场、光学效应等，近年来MEMS技术发展很快。

作为MEMS技术的一部分，微机械谐振器的设计和研究是很有必要的，其特点是可以作为晶体振荡器的替代物，与微电路集成在一个芯片上，并可以直接输出频率的变化，便于和数字处理期间接口等，因此应用前景十分广泛。

微机械谐振器主要分为静电驱动、压电驱动、磁驱动等几种驱动方式，现有的压电驱动的微机械谐振器中，只要静电力作用在振动结构上，就会对整个振动结构的刚度造成影响，这种现象称为静电弹簧软化效应(electro-static spring softening)和静电弹簧硬化效应(electro-static spring hardening)，分别对应造成振动结构刚度的降低和增加，进而会改变谐振器工作频率，导致谐振器性能产生额外的漂移。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种微机械谐振器的振动控制方法及微机械谐振器，降低了微机械谐振器的工作频率漂移情况，使微机械谐振器的工作频率保持稳定。

下面为本发明提供的技术方案：

一种微机械谐振器的振动控制方法，包括：

对所述微机械谐振器上电，驱动所述微机械谐振器的振动结构往复运动；

且在所述振动结构往复运动的同时，生成作用在所述振动结构上、且促进所述振动结构的往复运动的促进静电力，以及生成作用在所述振动结构上、且制约所述振动结构的往复运动的制约静电力，以使得所述振动结构在往复运动中由静电弹簧软化效应产生的频率偏移和由静电弹簧硬化效应产生的频率偏移之间相互抵消。

优选的，所述促进所述振动结构的往复运动的促进静电力为：

通过一个电容电极生成的、且沿所述振动结构运动方向或沿与所述振动结构运动方向相交于第一预设角度的方向上的静电力；或者，

通过多个电容电极生成的、且均沿所述振动结构运动方向或均沿与所述振动结构运动方向相交于各自的第二预设角度的方向上的多个子静电力的合力。

优选的，所述制约所述振动结构的往复运动的制约静电力为：

通过一个电容电极生成的、且沿与所述振动结构运动方向相交于第三预设角度的方向上的静电力；或者，

通过多个电容电极生成的、且均沿与所述振动结构运动方向相交在各自的第四预设角度的方向上的多个子静电力的合力。

一种微机械谐振器，包括：

衬底，以及设置于所述衬底上的振动结构和驱动结构；