[发明专利]一种用于微传感器的负反馈自平衡驱动电路

说明书

(一)技术领域

本发明涉及MEMS器件，具体说就是一种用于微传感器的负反馈自平衡驱动电路。

(二)背景技术

对于高精度微型传感器的驱动电路，特别是处于应用主流的三端式以及环形磁通门传感器，采用中心点接地的隔离变压器驱动是比较好的选择。该隔离变压器一般都采用双股并绕方式，输出驱动信号的对称性和稳定性极高，基本不受电源电压漂移和温度变化的影响，很好的保证了磁通门传感器的高性能。隔离变压器驱动电路提供驱动信号到传感器信号输入端，因为变压器的中心抽头接地，因此，变压器的两输出端转换出的交流信号的幅度相等，相位相反。相互反相的信号提供给传感器驱动端。如果交流信号漂移，例如，施加到传感器驱动端的两个驱动信号会变化相同的幅度，并且相位相反，所以隔离变压器驱动传感器能够保持驱动信号的精确平衡。由于中心点接地的隔离变压器输出驱动信号不受电源电压和温度漂移的影响，因此在很多精确要求全差分驱动的传感器中都得到了应用。

集成电路主要有两种架构可以实现类似隔离变压器的反相驱动方式，第一种是级联反相器，这种方式主要存在两方面问题，首先是反相器的相移导致驱动信号的相位不是完全反相，其次对于阻性传感器，特别是磁通门激励线圈的阻抗一般都很低，在几欧到几十欧之间，对于反相器的驱动能力要求较高。因此，CMOS级联反相器方案不适合磁通门驱动。第二种架构是采用开关网络实现反相差分驱动功能，但是这种方式是直接将开关连接到正负电源上，无法抑制电源电压的漂移以及温度变化的影响。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种用于微传感器的负反馈自平衡驱动电路。

本发明的目的是这样实现的：它是由驱动电路正电源单元、驱动电路负电源单元、加法器、反相放大器、分压电阻、缓冲器、积分器和开关网络组成的，驱动电路正电源单元分别连接驱动电路负电源单元和加法器，驱动电路负电源单元连接分压电阻和开关网络，加法器连接反相放大器和积分器，反相放大器连接分压电阻和开关网络。

本发明还有以下技术特征：

(1)所述的驱动电路正电源单元包括电阻R₁、电阻R₂和运算放大器OP1，电阻R₁的一端与正电源V_CC相连，电阻R₁和电阻R₂的连接端与运算放大器OP1的同相端相连，运算放大器OP1的反相端与运算放大器OP1的输出相连。

(2)所述的驱动电路负电源单元包括电阻R₃、电阻R₄和运算放大器OP2，电阻R₄的一端与负电源V_SS相连，电阻R₃和电阻R₄的连接端与运算放大器OP2的同相端相连，运算放大器OP2的反相端与运算放大器OP2的输出相连。

(3)所述的加法器包括电阻R₅、电阻R₆、电阻R₇和运算放大器OP3，电阻R₅、电阻R₆和电阻R₇的连接端与运算放大器OP3的同相端相连，运算放大器OP3的反相端接地，电阻R₆的一端与运算放大器OP3的输出相连。

(4)所述的反相放大器包括电阻R₈、电阻R₉和运算放大器OP4，电阻R₈和电阻R₉的连接端与运算放大器OP4的同相端相连，运算放大器OP4的反相端接地，电阻R₉的一端V_P与运算放大器OP4的输出相连。

(5)所述的分压电阻由阻值相等的电阻R₁₀和电阻R₁₁构成，电阻R₁₀的一端V_P与反相放大器的输出相连，R₁₀和R₁₁的连接端V_R与缓冲器相连，R₁₁的另一端V_N与驱动电路负电源单元相连。

(6)所述的缓冲器由运算放大器OP5构成，运算放大器OP5的同相端与V_R相连，运算放大器OP5的反相端与运算放大器OP5的输出相连，并连接至积分器。