[实用新型]一种闭环锁相驱动电路结构

说明书

本实用新型公开了一种闭环锁相驱动电路结构，所述电路结构包括：MEMS陀螺仪表头、电容检测电路C2V、第一解调器、PID控制电路、第二调制器、状态切换电路SW、模拟移相电路ASP、高压驱动电路HVD、逻辑可编程存储器OTP&LGC、比较器CMP、锁相环PLL；本申请结构中采用锁相环和PID控制电路，分别实现环路频率和幅度的精确控制，可有效抑制驱动环路的频率和幅度偏差，从而提高整器件性能；本申请中结构具有启动时间可调设计，可根据实际情况调整陀螺启动时间，从而提高整器件启动的可靠性，且能缩短启动时间。

技术领域

本实用新型涉及MEMS陀螺仪研究领域，具体地，涉及一种闭环锁相驱动电路结构。

背景技术

微机械(MEMS)陀螺仪结构基于Coriolis力原理工作，外界角速度将驱动方向的能量耦合到检测方向上引起检测质量块运动，从而实现角速度测量。但是，驱动环路频率和幅度的不准确，将直接干扰正常的角速度信号，从而引起测量误差。因此，需要采取措施来稳定驱动环路的频率和幅度。

实用新型内容

本实用新型提出了一种闭环锁相驱动电路结构，该结构中采用锁相环和PID控制电路，分别实现环路频率和幅度的精确控制，可有效抑制驱动环路的频率和幅度偏差，从而提高整器件性能。此外，该结构具有启动时间可调设计，可根据实际情况调整陀螺启动时间，从而提高整器件启动的可靠性，且能缩短启动时间。

为实现上述实用新型目的，本申请提供了一种闭环锁相驱动电路结构，所述电路结构包括：

MEMS陀螺仪表头、电容检测电路C2V、第一解调器、PID控制电路、第二调制器、状态切换电路SW、模拟移相电路ASP、高压驱动电路HVD、逻辑可编程存储器OTP&LGC、比较器CMP、锁相环PLL；

其中，MEMS陀螺仪表头的驱动检测端DS+、DS-和驱动质量块DMS通过线路TOP、BOT和SCTR接电容检测电路C2V的输入；电容检测电路C2V的差分输出为CVOP和CVON，CVOP和CVON均作为模拟移相电路ASP、第一解调器、比较器CMP的输入；第一解调器的输出SOP、SON和参考电压VREF作为PID控制电路的输入；PID控制电路的输出PIOP、PION作为第二调制器的输入；比较器CMP的输出对偶时钟CKP0、CKXP0作为第一解调器的输入解调时钟，CKP0和CKXP0作为锁相环PLL的输入参考时钟；锁相环PLL的输出对偶时钟CKN90、CKXN90作为第二调制器的输入调制时钟；逻辑可编程存储器OTP&LGC的输出信号为状态切换信号START；模拟移相电路ASP的输出信号SPOP、SPON和第二调制器的输出信号MOP、MON以及状态切换信号START均作为状态切换电路SW的输入；状态切换电路SW的输出为COP、CON，作为高压驱动电路HVD的输入；高压驱动电路HVD的输出DTOP、DBOT分别接至MEMS陀螺仪表头的驱动接入端DR+、DR-。

其中，本实用新型中的一种MEMS陀螺仪闭环移相锁定驱动结构，该结构的特点是：1、该结构采用PID控制、PLL电路，分别实现驱动幅度、频率控制，抑制驱动信号(幅度、频率等)对角速度测量信号的影响；2、该结构包含驱动环路启动状态切换设计，切换时间可通过OTP配置，从而提高驱动结构的可靠性、缩短器件启动时间、并能满足大多MEMS陀螺仪表头启动要求。

优选的，模拟移相电路ASP的输出信号SPOP接至状态切换电路SW的AOP端，模拟移相电路ASP的输出信号SPON接至状态切换电路SW的AON端；第二调制器的输出信号MOP接至状态切换电路SW的DOP端；第二调制器的输出信号MON接至状态切换电路SW的DON端；态切换信号START接至状态切换电路SW的EN端。