[实用新型]基于对合并式MEMS加速计传感器斩波的电子电路

说明书

技术领域

本实用新型大体上涉及电子电路，尤其涉及MEMS传感器电路。 

背景技术

微机电系统（MEMS）包括执行电功能和机械功能的小型机械装置，所述小型机械装置通过与制作集成电路使用的技术相似的光刻技术制作而成。一些MEMS装置是检测动作的传感器（如加速计），或是检测角速度的传感器（如陀螺仪）。加速计是一种经受响应于作用在其上的加速度的可测变化的装置。MEMS加速计包括压电性加速计、压阻性加速计和电容性加速计。由于MEMS传感器尺寸小，因而被包含在电子装置（例如，视频游戏控制器和智能手机）中。 

响应于加速度，电容性加速计的电容发生变化。感应电路用于感应MEMS传感器中的电容变化。这些感应电路的设计对噪声的降低和尺寸的最小化提出了挑战。 

实用新型内容

除其它情况之外，本实用新型讨论了降低MEMS传感器中噪声的系统。装置实例为电子电路，其包括被配置为电连接于MEMS传感器电路的电容-电压转换电路。所述电容-电压转换电路包括差分斩波电路通路和差分Sigma-delta模数转换器（ADC）电路，所述差分斩波电路通路被配置为接收差分MEMS传感器输出信号，并对所述差分斩波电路通路的极性进行反转；所述差分Sigma-delta模数转换器（ADC）电路被配置为对差分MEMS传感器输出信号进行采样，并提供表示所述MEMS传感器的电容变化的数字信号。 

本实用新型还提供了另一种电子电路，包括：电容-电压转换电路，被配置 为电连接到MEMS传感器电路。所述电容-电压转换电路包括：差分电路通路，被配置为接收差分MEMS传感器输出信号；差分sigma-delta ADC电路，被配置为对所述差分MEMS传感器输出信号进行采样并提供表示所述MEMS传感器电路中电容变化的数字信号，其中，所述差分sigma-delta ADC电路包括比较器电路；以及伪随机噪声发生电路，电连接到所述比较器电路且被配置为将抖动噪声加至所述比较器电路的输入端。 

本实用新型提供的电子电路的有益效果之一是对从MEMS传感器采样得到的输出进行斩波，降低了1/f噪声和热噪声，使得一阶sigma-delta ADC电路具有大于100dB的动态范围。 

该部分旨在概述本专利申请的主题，而非排他性或穷尽性解释本实用新型。本文包含了具体实施方式以提供有关本专利申请的进一步信息。 

附图说明

在附图（其不一定按比例绘制）中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示同类部件的不同例子。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所论述的各个实例。 

图1为MEMS传感器和用于监测MEMS传感器输出端中变化的感应电路的实例部分的结构示意图； 

图2示出了斩波开关矩阵电路的实例； 

图3示出了具有差分斩波电路通路的电容-电压转换电路的另一实例； 

图4为MEMS加速计感应电路中降低噪声的方法流程图。 

具体实施方式

图1为MEMS传感器电路105和感应电路110的实例部分的结构示意图，其中，感应电路110电连接于MEMS传感器电路105以监测MEMS传感器输出端的变化。MEMS传感器电路105可为电容性加速计，感应电路110对所述电容性加速计中响应于作用在传感器上的加速度的传感器的电容变化作出监 测。 

典型的MEMS电容性加速计包括具有电容性元件的可移动检测质量块（proof mass），所述电容性元件通过机械悬吊件连接在参考结构中。如图1所示，MEMS传感器的两个电容性元件为电路电容器，标记为C1mem和C2mem。实际的电容性元件可由电连接（如并联）的多个极板构成，以产生图中电容器C1mem和C2mem所表示的总的电容值。所述电容器形成从MEMS传感器电路105的两个输出端到公共电路节点145之间的桥梁，所述公共电路节点145可表示到所述可移动检测质量块的电路连接。每个电容器的一个极板或极板组能够连接于可移动检测质量块，同时另外一个极板或极板组静止不动。