[发明专利]一种MEMS陀螺仪的信号处理系统

权利要求书

1.一种MEMS陀螺仪的信号处理系统，所述MEMS陀螺仪包括驱动电容、检测电容和驱动检测电容，其特征在于，包括：

与所述检测电容电连接的第一转换模块，所述第一转换模块为增量积分调制器，用于将所述检测电容的电容值转换为检测数字信号；

与所述第一转换模块电连接的第一数字信号处理模块，所述第一数字信号处理模块用于对所述检测数字信号进行处理得到角速度数字信号；

与所述驱动检测电容电连接的第二转换模块，所述第二转换模块为增量积分调制器，用于将所述驱动检测电容的电容值转换为驱动检测数字信号；

与所述第二转换模块电连接的驱动模块，所述驱动模块用于根据所述驱动检测数字信号生成模拟驱动信号至所述驱动电容，以使所述第二转换模块、驱动模块和MEMS陀螺仪组成谐振环路；并且

所述驱动电容、所述检测电容和所述驱动检测电容均由可动电极和固定电极组成，其中，所述可动电极与所述MEMS陀螺仪的质量块相连；其中，所述第一转换模块、所述第二转换模块、所述驱动模块分别与各自相应电容的固定电极电连接，所述质量块接入一参考时钟信号，以及，所述模拟驱动信号的本征频率与所述MEMS陀螺仪的共振频率相同；

所述第一转换模块和所述第二转换模块均对应各自相应的第一固定电极和第二固定电极，其中，所述第一转换模块和所述第二转换模块中任意一转换模块包括：第一开关子模块、第二开关子模块、积分器、比较器、反相差分电容子模块和同相差分电容子模块；

所述第一开关子模块根据第一时钟信号端的信号，控制所述第一固定电极与接地端电连接，或者，根据第二时钟信号端的信号，控制所述第一固定电极与所述积分器的反相输入端电连接；

所述第二开关子模块根据所述第一时钟信号端的信号，控制所述第二固定电极与所述接地端电连接，或者，根据所述第二时钟信号端的信号，控制所述第二固定电极与所述积分器的同相输入端电连接；

所述积分器的同相输出端与所述比较器的同相输入端电连接，所述积分器的反相输出端与所述比较器的反相输入端电连接；

所述反相差分电容子模块与所述积分器的反相输入端电连接，根据所述比较器的输出结果控制所述积分器的反相输入端增加或减少预设电荷；

所述同相差分电容子模块与所述积分器的同相输入端电连接，根据所述比较器的输出结果控制所述积分器的同相输入端增加或减少所述预设电荷。

2.根据权利要求1所述的MEMS陀螺仪的信号处理系统，其特征在于，所述第一开关子模块包括：第一可控开关和第二可控开关，所述第二开关子模块包括：第三可控开关和第四可控开关；

所述第一可控开关和第二可控开关的第一端均连接至所述第一固定电极，所述第一可控开关的第二端连接至所述接地端，所述第二可控开关的第二端连接至所述积分器的反相输入端，所述第一可控开关的控制端连接至所述第一时钟信号端，所述第二可控开关的控制端连接至所述第二时钟信号端；

所述第三可控开关和第四可控开关的第一端均连接至所述第二固定电极，所述第三可控开关的第二端连接至所述接地端，所述第四可控开关的第二端连接至所述积分器的同相输入端，所述第三可控开关的控制端连接至所述第一时钟信号端，所述第四可控开关的控制端连接至所述第二时钟信号端。

3.根据权利要求1所述的MEMS陀螺仪的信号处理系统，其特征在于，所述积分器包括：运算放大器、第一电容和第二电容；

所述运算放大器的反相输入端与所述第一电容的第一极板电连接作为所述积分器的反相输入端，所述运算放大器的同相输出端与所述第一电容的第二极板电连接作为所述积分器的同相输出端；

以及，所述运算放大器的同相输入端与所述第二电容的第一极板电连接作为所述积分器的同相输入端，所述运算放大器的反相输出端与所述第二电容的第二极板电连接作为所述积分器的反相输出端。