[发明专利]陀螺仪装置的FTR回路

说明书

公开了一种陀螺仪装置的信号处理电路。信号处理电路包括第一电极和与第一电极配对的第二电极。信号处理电路为负反馈回路电路，被配置为与第一电极和第二电极连接，并且包括：解调器，被配置为将来自第一电极的电流转换成电压并对转换后的电压进行解调以输出解调后的信号；模数转换器，被配置为将来自解调器的解调信号转换成数字信号；比例积分微分控制器，连接到模数转换器；数模转换器，被配置为将来自比例积分微分控制器的输出信号转换为模拟信号；以及调制器，被配置为与第二电极电连接并与数模转换器电连接。

技术领域

至少一个示例实施例涉及一种陀螺仪装置的信号处理电路，并且更具体地，涉及一种用于实现陀螺仪装置的带宽扩展和大回路增益的信号处理电路。

背景技术

BAW(体声波)MEMS(微机电系统)陀螺仪装置由于其在模式匹配条件下的高品质因子(Q)操作而具有优于常规的MEMS陀螺仪的巨大优势。然而，高品质因子陀螺仪使其在开环配置中运行变得困难。

因此，现在迫切需要一种具有负反馈回路的陀螺仪信号处理电路，其可以扩展速率检测带宽，并且使得陀螺仪装置对温度不敏感(即，使陀螺仪的品质因子对温度不敏感)。换言之，需要有这样的电路，其可以通过使所感测的科里奥利力为零来产生大且稳定的增益。

引用列表

专利文献

专利文献1

美国专利No.9,804,190

发明内容

根据一方面，提供了一种陀螺仪装置的信号处理电路。陀螺仪装置的信号处理电路可以包括第一电极和与第一电极配对的第二电极。信号处理电路可以是被配置为与第一电极和第二电极连接的负反馈回路电路。信号处理电路可以包括：解调器，被配置为将来自第一电极的电流转换成电压并对转换后的电压进行解调以输出解调后的信号；模数转换器，被配置为将来自解调器的解调信号转换成数字信号；比例积分微分控制器，连接到模数转换器；数模转换器，被配置为将来自比例积分微分控制器的输出信号转换为模拟信号；以及调制器，被配置为与第二电极电连接并与数模转换器电连接。

解调器可以包括第一跨阻放大器、电压-电压放大器和第一混频器，该解调器被配置为对转换后的电压进行解调并输出到模数转换器。

信号处理电路可以包括第一滤波器，该第一滤波器被配置为在输出到比例积分微分控制器之前减少来自解调器的解调信号的整形量化噪声。

模数转换器可以是1比特、3阶连续时间sigma delta调制器。

数模转换器可以是1比特、3阶数字sigma delta调制器。

信号处理电路可包括与数模转换器和调制器电连接的第二滤波器。在此，比例积分微分控制器将由模数转换器转换的数字信号完全转换为多比特数字数据，并且向数模转换器输出多比特数字数据，并且第二滤波器接收来自数模转换器的模拟信号并被配置为对该模拟信号进行整形。

第二滤波器可以从重整形的模拟信号中滤除量化噪声。

第二滤波器可以是二阶开关电容器滤波器。

第一滤波器可以是不具有抽取器的级联积分器梳状滤波器。

比例积分微分控制器可以基于陀螺仪的品质因子准确地固定数字增益。

调制器可以包括第二跨阻放大器、第二混频器和电压-电流放大器，并且第二混频器可以是通过方波轨到轨信号来切换的一对开关。

比例积分微分控制器可以是数字比例积分微分控制器。

示例实施例的附加方面将部分地在随后的描述中阐述，并且部分地将通过该描述而显而易见，或者可以通过本公开的实践进行获知。

附图说明