[发明专利]激励电路、包括激励电路和电容性换能器的系统及方法

说明书

一种系统包括电容性换能器、激励电路和测量电路。所述激励电路被配置成激励所述电容性换能器，且所述测量电路响应于激励电压测量来自所述电容性换能器的输出信号。所述激励电路包括：电压源，所述电压源用于响应于接收到供电电压而提供第一电压；耦合到所述电压源的电压生成器，所述电压生成器用于接收所述第一电压且生成大于所述供电电压的第二电压；以及控制电路，所述控制电路耦合到所述电压源和所述电压生成器。所述控制电路被配置成将系统接地、所述第一电压和所述第二电压中的任一个提供到所述电容性换能器的第一和第二端，且具体地说，被配置成施加呈具有相反极性的两个连续刺激形式的所述系统接地和所述第二电压。

技术领域

本发明大体上涉及微机电系统(MEMS)换能器装置的领域。更具体地说，本发明涉及一种产生用于电容性换能器的双差分激励信号的高压激励电路。

背景技术

近年来，微机电系统(MEMS)技术已经实现广泛普及，因为它提供了一种制造极小的机械结构且使用常规分批半导体处理技术将这些结构与电气装置在单个基板上集成的方式。MEMS的一个常见应用是MEMS换能器的设计和制造。例如电容性传感器装置等微机电系统(MEMS)换能器用于广泛范围的应用中的消费型电子装置，所述应用例如游戏、增强现实、导航等等。由于这些消费型装置常常是由电池供电的，因此对于此类电容性换能器的开发者的挑战是找出此类装置的噪声与电力的最优平衡点。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于电容性换能器的激励电路，包括：

电压源，所述电压源被配置成响应于接收到供电电压而提供第一电压；

耦合到所述电压源的电压生成器，所述电压生成器被配置成接收所述第一电压且产生大于所述供电电压的第二电压；以及

耦合到所述电压源且耦合到所述电压生成器的控制电路，所述控制电路被配置成将系统接地、所述第一电压和所述第二电压中的任一个提供到所述电容性换能器的第一端和第二端，所述控制电路被配置成将呈具有相反极性的两个连续刺激形式的所述系统接地和所述第二电压施加到所述第一和第二端。

在一个或多个实施例中，所述电压源包括被配置成接收所述源电压且输出不大于所述供电电压的所述第一电压的电压调节器，和/或所述电压源包括被配置成接收所述源电压且输出所述第一电压的充电泵，所述第一电压的值大于所述供电电压。

在一个或多个实施例中，所述电压源包括被配置成接收所述源电压且输出所述第一电压的充电泵，所述第一电压的值大于所述供电电压。

在一个或多个实施例中，所述电压生成器包括被配置成通过使所述第一电压倍增而生成所述第二电压的倍压器，和/或所述电压生成器包括被配置成输出所述第二电压的充电泵。

在一个或多个实施例中，所述控制电路被配置成在第一时间瞬间处经由所述电容性换能器的所述第一端将所述第二电压作为所述两个连续刺激中的第一刺激施加到所述电容性换能器的第一电容器；且

所述控制电路被进一步配置成在第二时间瞬间处经由所述第二端将所述第二电压作为所述两个连续刺激中的第二刺激施加到所述电容性换能器的第二电容器，所述第二瞬间在所述第一瞬间之后。

在一个或多个实施例中，所述控制电路被进一步配置成经由所述第二端将所述系统接地施加到所述第二电容器，同时所述第二电压被施加到所述第一电容器，且被配置成经由所述第一端将所述系统接地施加到所述第一电容器，同时所述第二电压被施加到所述第二电容器。

在一个或多个实施例中，所述第二电压和所述系统接地布置在所述第一电压的相反侧上且与所述第一电压等距定位。

在一个或多个实施例中，所述电容性换能器包括加速度计。

在一个或多个实施例中，所述第二电压被配置成用于所述电容性换能器的电容器的电激励，其中所述第二电压包括随所述第二电压的量值增加而增加的第一噪声贡献；