[发明专利]传感器系统、用于运行传感器系统的方法

说明书

要求保护具有MEMS陀螺仪的传感器系统及其运行方法，该传感器系统至少包括：可被激励至振荡的震动质量，用于检测测量信号，用于激励和保持震动质量的定义振荡运动的驱动电路，用于读出和解调测量信号的检测电路，由此产生转速信号和相对于转速信号相移的正交信号，数字处理电路，用于使用经数字化的正交信号来补偿经数字化的转速信号的偏移，其中，检测电路和数字处理电路包括用于产生和处理转速信号的转速电路装置以及用于产生和处理正交信号和用于产生补偿信号的正交电路装置，补偿信号用于经数字化的转速信号的偏移补偿；其特征在于，正交电路装置中的至少一部分能够独立于转速电路装置的运行模式在至少一个不同于转速电路装置的运行模式中运行。

技术领域

本发明基于一种具有MEMS陀螺仪的传感器系统。

背景技术

用于测量转速的陀螺仪是众所周知的，并且例如在大量设备和应用中用作微机电系统(MEMS)。

在实践中，例如在消费电子产品中，这种传感器的决定性的特征参量是传感器的电流消耗或能量消耗。

尽管有源陀螺仪的电流消耗在过去已经得到降低，但是在大量应用中(例如在可穿戴设备和IOT设备中)存在进一步节省的需求。

然而，降低所耗功率的追求通常与改善所输出的传感器信号的信号质量的目标相矛盾。因此，在功率优化中通常需要仔细权衡，以便一方面能够实现省电的传感器系统，另一方面能够实现尽可能精确和低噪声的转速测量。

发明内容

本发明的任务是提供一种具有MEMS陀螺仪的省电传感器系统，借助该传感器系统，优选地仍然能够以相对较高的信号质量实现转速测量。

根据本发明的传感器系统至少包括：能够被激励以进行振荡的震动质量，以用于检测测量信号；驱动电路，以用于激励和保持震动质量的定义振荡运动；检测电路，以用于读出测量信号和解调测量信号，由此产生转速信号和相对于转速信号相移的正交信号；数字处理电路，以用于在使用经数字化的正交信号的情况下补偿经数字化的转速信号的偏移；其中，检测电路和数字处理电路包括用于产生和处理转速信号的转速电路装置，并且包括用于产生和处理正交信号和用于产生补偿信号的正交电路装置，该补偿信号用于经数字化的转速信号的偏移补偿；其中，正交电路装置的至少一部分能够独立于转速电路装置的运行模式地在至少一个不同于转速电路装置的运行模式中运行。

根据本发明的传感器系统相对于现有技术具有以下优点：正交电路装置的至少一部分能够独立于转速电路装置的运行模式地在至少一个不同于转速电路装置的运行模式中运行。因此，正交电路装置优选地能够至少部分地在如下运行模式中运行：在该运行模式中，正交电路装置具有与其在转速电路装置的运行模式中的运行中相比更低的功率消耗。由此能够在大量情况下实现电流消耗的个体化的降低，其中，仍然能够输出具有相对较高质量的转速信号。因此能够特别个体化地匹配于对确定应用中的传感器系统提出的特定要求。

在陀螺仪系统中，为了校正转速信号的偏移漂移，通常使用陀螺仪的正交信号，通常与温度信息共同使用。然而，在陀螺仪中，简单的占空比技术(Duty-Cycle-Techniken)的使用受到所期望的信号质量的限制，因为为了对由外部影响(例如振动)所造成的噪声和干扰进行高效的滤波应连续地运行用于转速信号的数据路径。根据本发明，有利地能够实现，正交电路装置的至少一部分独立于转速电路装置的运行模式地在至少一个不同于转速电路装置的运行模式中运行。由正交影响和/或温度影响所造成的转速信号的偏移变化有利地通常发生在比转速信号的输出更低的频率下。因此，根据本发明能够实现，通过正交电路装置的至少一部分在其他运行模式中的运行，节省电流，而转速信号的信号质量不(显著地)受到消极影响。

本发明的有利构型和扩展方案可以从以下描述中得出。