[发明专利]三电极微机械加速度计数字闭环控制电路及其接口电路以及三电极微机械加速度计系统

权利要求书

1.一种三电极微机械加速度计数字闭环控制电路，其特征在于，包括：

电容读出前端电路，用于检测三电极微机械加速度计极板间差分电容，并转换为成比例的电压信号；

控制器，接收所述电容读出前端电路输出的电压信号，并调节以改变所述三电极微机械加速度计和数字闭环控制电路组成的系统的开环传递函数，保证该系统的稳定性和动态性能，该控制器包括一积分器，该积分器用于使低频域输入为零的所述电压信号输出不为零；

Σ-Δ调制器，用于将所述控制器输出的信号转换成位流信号，并提供数字输出，以及

反馈电压产生电路，根据所述位流信号产生载波和反馈信号作用于所述三电极微机械加速度计的三个极板上，并在三个极板间产生反馈静电力，使所述三电极微机械加速度计的动极板处于平衡位置。

2.如权利要求1所述的三电极微机械加速度计数字闭环控制电路，其特征在于，所述电容读出前端电路包括前置放大器A₁、输入电容C_i、反馈电容C_f以及开关S_R1、S_R2以及S_R3，其中，所述输入电容C_i的一个电极接前置放大器A₁的反相输入端，另一个电极接所述三电极微机械加速度计的动极板，同时和所述前置放大器A₁的输出端V_SENSE之间接有反馈电容C_f，所述开关S_R1并联在所述前置放大器A₁的反相输入端与输出端V_SENSE之间，所述前置放大器A₁的同相输入端接地，所述三电极微机械加速度计极板间产生的等效电容通过所述输入电容C_i输入到所述前置放大器A₁的反相输入端，所述开关S_R2与所述三电极微机械加速度计的上极板连接，所述开关S_R3与所述三电极微机械加速度计的下极板连接；所述开关S_R1在第一时钟相Φ₁时闭合，所述开关S_R2在所述第一时钟相Φ₁时接共模电压V_m，在第二时钟相Φ₂时接地，所述开关S_R3在所述第一时钟相Φ₁时接共模电压-V_m，在所述第二时钟相Φ₂时接地，所述第一时钟相Φ₁和第二时钟相Φ₂反相。

3.如权利要求1所述的三电极微机械加速度计数字闭环控制电路，其特征在于，所述控制器为比例-积分控制器或比例-积分-微分控制器。

4.如权利要求1所述的三电极微机械加速度计数字闭环控制电路，其特征在于，所述控制器采用全差分开关电容积分器。