[发明专利]一种惯性传感器电容检测加速度计

权利要求书

1.一种惯性传感器电容检测加速度计，其特征在于，所述加速度计包括MEMS电容数字检测单元、数字算法单元及静电力反馈单元，所述MEMS电容数字检测单元、数字算法单元及静电力反馈单元依次连接并构成回路；

所述MEMS电容数字检测单元包括一瞬时浮点模数转换器、一MEMS敏感单元与一前置放大器；所述MEMS敏感单元用于检测外界加速度信号，并转化为电容信号，作为前置放大器的输入信号；所述前置放大器接收MEMS敏感单元输出信号并转化为电压信号输出作为瞬时浮点模数转换器的输入信号；瞬时浮点模数转换器将输入的电压信号进行量化，产生数字信号输出；

所述数字算法单元包括一数字环路滤波器与一位量化器；所述数字环路滤波器将来自瞬时浮点模数转换器的数字信号进行噪声整形；所述一位量化器将数字环路滤波器输出的数字信号进行量化，输出一位数据码流；

所述静电力反馈单元根据一位量化器输出的一位数据码流，转化为静电力，作用在MEMS敏感单元。

2.根据权利要求1所述的一种惯性传感器电容检测加速度计，其特征在于，所述前置放大器采用双采样技术，将输出信号转化为瞬时浮点模数转换器可识别的输入信号。

3.根据权利要求1所述的一种惯性传感器电容检测加速度计，其特征在于，所述瞬时浮点模数转换器包括一瞬时增益控制器、一串行输出或并行输出编码器；所述瞬时增益控制器用于判断输入信号所在增益范围；所述串行输出或并行输出编码器用于产生瞬时浮点模数转换器输出码流。

4.根据权利要求1所述的一种惯性传感器电容检测加速度计，其特征在于，所述一位数据码流包含静电力反馈单元所需的反馈力大小及极性信息，同时包括输入加速度信息。

5.一种如权利要求1所述惯性传感器电容检测加速度计的反馈控制方法，其特征在于，利用MEMS敏感单元感受加速度信号，将所述加速度信号转换为电容信号；前置放大器接收MEMS敏感单元输出的电容信号并将其转换为电压信号；瞬时浮点模数转换器将所述电压信号转换为数字信号；数字环路滤波器将数字信号进行噪声整形处理；一位量化器将数字环路滤波器输出的数字信号进行量化，输出一位数据码流；静电力反馈单元将所述一位数据码流转化为静电力，作用在MEMS敏感单元，平衡相应的惯性力。

6.根据权利要求5所述的反馈控制方法，其特征在于，所述瞬时浮点模数转换器包括一瞬时增益控制器、一串行输出或并行输出编码器；所述瞬时增益控制器用于判断输入信号所在增益范围；所述串行输出或并行输出编码器用于产生瞬时浮点模数转换器输出码流。

7.根据权利要求5所述的反馈控制方法，其特征在于，所述一位数据码流包含静电力反馈单元所需的反馈力大小及极性信息，同时包括输入加速度信息。