[发明专利]应用于MEMS加速度传感器的C/V转换系统及其控制方法有效
申请号: | 202011554879.6 | 申请日: | 2020-12-24 |
公开(公告)号: | CN112769407B | 公开(公告)日: | 2023-07-11 |
发明(设计)人: | 齐敏;马玉良;乔东海 | 申请(专利权)人: | 江苏集萃微纳自动化系统与装备技术研究所有限公司 |
主分类号: | H03F3/45 | 分类号: | H03F3/45;G01P15/08;G01P15/125 |
代理公司: | 苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙) 32257 | 代理人: | 吴竹慧 |
地址: | 215100 江苏省苏州市相城*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 应用于 mems 加速度 传感器 转换 系统 及其 控制 方法 | ||
1.一种应用于MEMS加速度传感器的C/V转换系统,其特征在于,包括:
第一输入信号Vrp;
第二输入信号Vrn;
传感电容模块,其与第一输入信号Vrp和第二输入信号Vrn连接,所述传感电容模块包括加速度传感器电容,所述加速度传感器电容的电容量随加速度变化而变化;
第一开关电容放大模块,其与传感电容模块连接,第一开关电容放大模块对传感电容模块输出的信号进行处理,输出第一输出信号Voutn;
第二开关电容放大模块,其与第一开关电容放大模块连接,所述第二开关电容放大模块对第一开关电容放大模块输出的信号进行处理,输出第二输出信号Voutp;
其中,所述第二输出信号Voutp与第一输出信号Voutn为差分的互补信号。
2.如权利要求1所述的应用于MEMS加速度传感器的C/V转换系统,其特征在于,所述加速度传感器电容包括第一电容Ct和第二电容Cb;
所述第一输入信号Vrp与第一电容Ct的第一端之间连接有第一开关S1,所述第二输入信号Vrn与第一电容Ct的第一端之间连接有第二开关S2;
所述第一输入信号Vrp与第二电容Cb的第一端之间连接有第三开关S3,所述第二输入信号Vrn与第二电容Cb的第一端之间连接有第四开关S4。
3.如权利要求1所述的应用于MEMS加速度传感器的C/V转换系统,其特征在于,所述加速度传感器电容包括第一电容Ct、第二电容Cb、第一选择开关和第二选择开关;
所述第一选择开关的一端与第一电容Ct的第一端连接,所述第一选择开关的选择端与第一输入信号Vrp或第二输入信号Vrn连接;
所述第二选择开关的一端与第二电容Cb的第一端连接,所述第二选择开关的选择端与第一输入信号Vrp或第二输入信号Vrn连接。
4.如权利要求2或3所述的应用于MEMS加速度传感器的C/V转换系统,其特征在于,所述第一开关电容放大模块包括第一运算放大器U1、第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7;
所述第一运算放大器U1负向输入端与第一电容Ct的第二端、第二电容Cb的第二端和第三电容Cf的第一端连接,所述第一运算放大器U1的正向输入端接地,所述第一运算放大器U1的输出端输出第一输出信号Voutn;
所述第一运算放大器U1的负向输入端与第一运算放大器U1的输出端之间连接有第五开关S5,所述第三电容Cf的第二端与所述第一运算放大器U1的输出端之间连接有第七开关S7,所述第六开关S6的一端与第三电容Cf的第二端连接,所述第六开关S6的另一端接地。
5.如权利要求4所述的应用于MEMS加速度传感器的C/V转换系统,其特征在于,所述第二开关电容放大模块包括第二运算放大器U2、第四电容Cd、第五电容Ce、第八开关S8、第九开关S9、第十开关S10、第十一开关S11和第十二开关S12;
所述第五电容Ce的第一端通过第八开关S8与第一运算放大器U1的输出端连接,所述第九开关S9的一端与所述第五电容Ce的第一端连接,所述第九开关S9的另一端接地;
所述第二运算放大器U2的负向输入端与第四电容Cd的第一端和第五电容Ce的第二端连接,所述第二运算放大器的正向输入端接地,所述第二运算放大器U2的输出端输出第二输出信号Voutp;
所述第二运算放大器U2的负向输入端与第二运算放大器U2的输出端之间连接有第十开关S10,所述第四电容Cd的第二端与所述第二运算放大器U2的输出端之间连接有第十二开关S12,所述第十二开关S12的一端与第四电容Cd的第二端连接,所述第十二开关S12的另一端接地。
6.如权利要求5所述的应用于MEMS加速度传感器的C/V转换系统,其特征在于,所述第四电容Cd等于第五电容Ce的电容值。
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